Analiza zmian pseudosprężystych własności stopu NiTi z pamięcią kształtu spowodowanych implantacją jonową

• Autorzy: Levintant-Zayonts N. , Kucharski S.

Warianty tytułu

EN

Analysis of pseudoelastic properties changes of NiTi shape memory alloy due to ion implantation process

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Stopy z osnową NiTi należą do grupy najlepszych materiałów z pamięcią kształtu. Szeroki zakres zastosowań w medycynie i technice powoduje zwiększenie roli stanu ich powierzchni. Zagadnienia modyfikacji powierzchni stopu NiTi w kontekście polepszenia jej charakterystyk - z jednej strony i zachowania funkcjonalnych własności (efektu pamięci kształtu i pseudo-sprężystości) z drugiej strony, stawiane są coraz częściej. W pracy zaprezentowano próbę oceny zmian własności mechanicznych stopu NiTi implantowanego azotem (zakres dawek IKW-KBKIO"'j/cm2). Wykorzystano test mikroindentacji. Przedstawiono badania wybranych charakterystyk funkcjonalnych, głównie zmian odkształceń odzyskiwanych i trwałych, a także temperatur charakterystycznych implantowanego topu NiTi w warunkach pokojowej i podwyższonej temperatury.

EN

It is well known that the NiTi alloys exhibit extraordinary shape memory and superelastic properties. These properties result from reversible martensitic transformation [1]. The problem of constituting a protective surface coating for the shape memory alloys (SMA) is the most acute for potential applica-tions of this materiał [2+4], Thus, the problem of improving the surface pro-tective properties and maintain the functional properties of SMAs is a subject of research and development [6, 7]. The presented work is focused on investigation of superelastic properties of an eąuiatomic shape memory NiTi alloy with a surface layer generated by means of nitrogen ion implantation (doses Ixl0 17+3xl0 18 j/cm2). We apply the spherical indentation (microiiidenlation) test for study of the superelastic phenomenon.

Słowa kluczowe

PL

stop Ni-Ti; pamięć kształtu; własności mechaniczne stopu NiTi; implantacja jonowa

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2009
• Tom: Vol. 30, nr 1
• Strony: 45--53
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Levintant-Zayonts N.

autor

Kucharski S.

• Instytut Podstawowych Problemów Techniki PAN,

Bibliografia

• [1] Podstawy termomechaniki materiałów z pamięcią kształtu. Pod redakcją W. Nowackiego. IPPT PAN, Ośrodek Mechaniki, Współczesne trendy w mechanice materiałów (1996).
• [2] Naval Research Laboratory website: http://mstd.nrl.navy.mil.
• [3] Machado L. G., Savi M. A.: Medical application of shape memory alloys. J. Of Medical and Biological Research 36 (2003) 683.
• [4] Morawiec H., Lelątko J., Gigla M., Lekston Z., Goryczka T., Stróż D.: Stopy metali wykazujące pamięć kształtu i ich zastosowanie. Inżynieria Materiałowa N2/4 87.M.
• [5] Stróż. D.: Oddziaływanie zniekształceń sieciowych na przebieg przemiany martenzytycznej w stopach NiTi. Wydawnictwo Uniwersytetu Śląskiego, Katowice (2005).
• [6] Pelton A. R., Stckel D., Duerig T. W.: Medical Uses of Nitinol. Mater. Sci. Forum 327-328 (2000) 63.
• [7] Xingke Zhao, Wei Cai, Liancheng Zhao: Corrosion behavior of phosphorus ion-implanted NiTi shape memory alloy. Surface and Coatings Technology 155 (2002) 236-238.
• [8] Hirvonen J. K.: Ion implantation. Academic Press (1980).
• [9] Green S., Grant D., Wood J.: XPS – characterisation of surface modified Ni-Ti shape memory alloy. Materials Science and Engineering A224 (1997) 21-26.
• [10] Mandl S., Gerlach J., Rauschenbach B.: Surface modification of NiTi for orthopedic braces by plasma immersion ion implantation. Surface & Coatings Technology 196 (2005) 293-297.
• [11] Shevchenko N., Pham M.-T., Maitz M. F.: Studies of surface modified NiTi alloy. Applied Surface Science 235 (2004) 126-131.
• [12] Pelletier H., Muller D., Mille P., Grob J.: Structural and mechanical characterization of boron and nitrogen implanted TiNi shape memory alloy. Surface and Coatings Technology 158-159 (2002) 309-317.
• [13] Meisner L., Sivokha V., Lotkov A., Barmina E.: Effect of ion implantation into shape memory characteristics of NiTi alloy. J. Phys. IV France 112 (2003) 663-666.
• [14] Mejsner L., Sivokha V., Lotkov A., Derevyagina L.: Surface morphology and plastik deformation of the ion-implanted TiNi alloy. Physica B 307 (2001) 251-257.
• [15] Ju X., Dong H.: Plasma surface modification of NiTi shape memory alloy. Surface and Coatings Technology 201 (2006) 1542-1547.
• [16] Kucharski S., Mróz Z.: Identification of material parameters by means of compliance moduli in spherical indentation test. Materials Science and Engineering A379 1-2 15 (2004) 448-456.
• [17] Wenui Yan, Qingping Sun, Xi-Qiao Feng, Linmao Qian: Analysis of spherical indentation of superelastic shape memory alloys. Int. Journal of Solid and Structures 44 (2007) 1-17.
• [18] Raniecki B. Lexcellent Ch.: Thermodynamics of isotropic pseudoelasticity in shape memory alloys. Eur. J. Mech A/Solids 17 (1998) 185-205.
• [19] Levintant N.: Analysis of the mechanical and shape memory behaviour of nitrogen ion-iimplanted NiTi alloy. Vacuum 81 (2007) 1283-1287.