在模拟的体液中,激光接的NiTi形状记忆合金的微结构,机械性能和腐蚀性能

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 生物医学工程 生物医学工程
• 腐蚀科学 腐蚀科学

背景情况:

• 由于其独特的特性,- (NiTi) 形状记忆合金对于生物医学应用至关重要.
• 激光接作为NiTi的连接技术正在被探索,但它对材料特性的影响需要彻底调查.
• 了解接后的微观结构变化和腐蚀行为对于确保基于NiTi的医疗器械的安全性和有效性至关重要.

研究的目的:

• 为了评估激光接的NiTi形状记忆合金的微观结构特性.
• 在模拟体液 (SBF) 中评估NiTi基础金属和接金属的局部腐蚀行为.
• 为了确定激光接对NiTi合金的机械性能,特别是拉伸强度和硬度的影响.

主要方法:

• 使用光学显微镜进行微结构检查,以确定相位和粒度结构.
• 硬度测试 (维克尔硬度) 测试基本金属,受热影响区域和接金属.
• 单轴拉伸试验用于量化拉伸强度和关节效率.
• 在SBF中进行电化学腐蚀测试,以确定孔位和腐蚀率.

主要成果:

• 激光接在接金属 (WM) 中产生了粗的树突微结构,其中含有金属间沉物 (Ti ₂ Ni,Ni ₄ Ti ₃),与基础金属 (BM) 中的细,等B2奥氏体形成鲜明对比.
• 硬度从BM (352 HV) 降低到受热影响区域 (HAZ) (275-307 HV) 和WM (265-287 HV).
• 拉力强度在WM (481 MPa) 中显著降低,使联合效率仅为34%.
• 与SBF中的WM (0.41 mpy) 相比,NiTi BM表现出更高的腐蚀性能 (0.048 mpy),BM显示出更高的孔潜力.

结论:

• 激光接改变了NiTi合金的微观结构,导致硬度和拉伸强度降低,抗腐蚀性降低.
• 在接过程中形成的金属间相和微结构变化会对NiTi的机械完整性和生物相容性产生负面影响.
• 保持NiTi固有的生物相容性和机械性能对于接医疗器械的性能和安全至关重要.