电线弧增材制造的尼醇具有优异的超弹性,用于生物医学应用
Muralidhar Yadav1,2, Ajit Kumar1,3, Deepak Kumar1,4
1Department of Materials Engineering, Indian Institute of Science, Bangalore, 560012, India. satyamsuwas@iisc.ac.in.
Journal of materials chemistry. B
|June 26, 2025
概括
电弧增材制造 (WAAM) 产生的尼醇具有较差的超弹性. 优化的热处理显著改善了超弹性恢复,达到98%,使其适合生物医学植入物.
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
- 添加剂制造 添加剂制造 添加剂制造
背景情况:
- 尼醇合金的增材制造具有前景,但与造材料相比,其超弹性降低.
- 这一限制限制了在关键的生物医学应用中使用增材制造的尼醇的使用.
研究的目的:
- 为了增强通过电弧增材制造 (WAAM) 处理的尼醇的超弹性.
- 评估WAAM加工的尼丁醇在制造后热处理后适用于生物医学植入物的适用性.
主要方法:
- 在Ti-6Al-4V基板上使用生物医学级的尼醇线进行电弧增材制造 (WAAM).
- 对WAAM加工的尼丁醇进行了受控的热处理.
- 使用光学显微镜,扫描电子显微镜,X射线衍射和传输电子显微镜进行微结构性表征.
- 电子反射散射衍射被用来分析粒度的方向.
- 进行了细胞附着研究以评估生物相容性.
主要成果:
- 观察到微观结构异构性,但不受热处理的影响.
- 主相是B2奥氏体与NiTi2,Ni3Ti和Ni4Ti3沉物.
- 在20-30°C之间实现了有利的奥氏体表面温度 (Af).
- 优化热处理导致98%的超弹性回收,相当于炼尼醇.
- 热处理的尼醇表面显示了细胞附着的改善.
结论:
- WAAM是制造尼醇的可行途径,有可能用于生物医学应用.
- 制造后热处理对于克服增材制造的尼醇的超弹性限制至关重要.
- 增强的生物机械性能和生物相容性支持 WAAM 尼丁醇在植入物中的使用.
