Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Corrosion Behavior of Amorphous-Nanocrystalline Ni50Ti50 Shape Memory Alloy

Aghabeygzadeh H., Mohammad Sharifi E., Tavoosi M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2021

|

Vol. 66, iss. 1

267--272

EN

In the present study, the corrosion behaviors of amorphous-nanocrystalline Ni50Ti50 shape memory alloy with different crystallite sizes were investigated. The Ni50Ti50 homogenized specimens were hot rolled and annealed at 950°C. Thereafter, the nanocrystalline Ni50Ti50 specimens with different crystalline sizes in the range of 40-350 nm were prepared by cold rolling and annealing at temperature range of 400 to 900°C. The corrosion resistance of Ni50Ti50 specimen with coarse grain size has significantly increased after cold rolling as a result of the formation of amorphous-nanocrystalline structure. The amorphous and nanocrystalline (with the crystallite size of about 40 nm) Ni50Ti50 samples exhibited the best corrosion resistance in the 5% HCl electrolyte with the corrosion potential and corrosion current density of about –197 mV and 2.34×10-6 A/cm2, respectively. This effect can be attributed to the higher density of crystalline defects in amorphous and nanocrystalline structures to quickly form protective films on the surface.

2

Surface modification of NiTi wires for endoscopic guide wires used in urology

Goryczka Tomasz, Borycki Tomasz, Borycki Andrzej

Engineering of Biomaterials

|

2020

|

Vol. 23, no. 158 spec. iss.

62

3

Characterization of low-temperature nitrided NiTi shape memory alloy

Lelątko Józef, Lekston Zdzisław, Tarnowski Michał, Chrobak Dariusz, Łosiewicz Bożena, Goryczka Tomasz, Wierzchoń Tadeusz

Inżynieria Materiałowa

|

2019

|

Vol. 40, nr 3

74--81

EN

The paper presents the results obtained from studies on the influence of the low temperature glow discharge nitriding process on the structure, kinetics of martensitic transformation, one-way shape memory effect, superelasticity effect, mechanical properties, and corrosion resistance of the NiTi alloy. The changes observed in a structure after nitriding process do not affect negatively the shape memory effect. Moreover, applied surface modification increased hardness and frictional coefficient of the NiTi.

PL

Stopy NiTi ze względu na zdolność pamięci kształtu, dobre właściwości wytrzymałościowe oraz odporność korozyjną są coraz częściej stosowane w przemyśle samochodowym, lotniczym, kosmicznym oraz w mikromechanice, robotyce, a także w zastosowaniach medycznych. Jednakże w niektórych aplikacjach stopy te wymagają zwiększenia twardości i odporności na zużycie przez tarcie. W pracy przedstawiono możliwość polepszenia tych parametrów przez wytworzenie w niskotemperaturowej plazmie na powierzchni stopu NiTi azotowanej, dyfuzyjnej warstwy powierzchniowej, w takich warunkach technologicznych procesu azotowania, by nie wpłynąć negatywnie na pozostałe właściwości użytkowe stopu NiTi, w szczególności zdolność pamięci kształtu i właściwości mechaniczne.

4

Modified Bohm’s theory for abstruse measurements: application to layer depth profiling using auger spectroscopy

Rówiński E., Pietruszka M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2019

|

Vol. 64, iss. 1

175--180

EN

Modified Bohm’s formalism was applied to solve the problem of abstruse layer depth profiles measured by the Auger electron spectroscopy technique in real physical systems. The desorbed carbon/passive layer on an NiTi substrate and the adsorbed oxygen/surface of an NiTi alloy were studied. It was shown that the abstruse layer profiles can be converted to real layer structures using the modified Bohm’s theory, where the quantum potential is due to the Auger electron effect. It is also pointed out that the stationary probability density predicts the multilayer structures of the abstruse depth profiles that are caused by the carbon desorption and oxygen adsorption processes. The criterion for a kind of break or "cut" between the physical and unphysical multilayer systems was found. We conclude with the statement that the physics can also be characterised by the abstruse measurement and modified Bohm’s formalism.

5

Multi-scale modeling of deposition and re-sputtering of NixTi1-x thin film in a magnetron sputtering chamber

Dey A., Aich S., Ghosh S., Mohapatra S. S., Kumar A., Behera A.

Computer Methods in Materials Science

|

2017

|

Vol. 17, No. 3

153--165

EN

Deposition and re-sputtering of Ni-Ti thin films by magnetron sputtering was simulated using a multi-scale modeling approach. The sputtering of Ni and Ti targets and the transport of sputtered Ni and Ti atoms through the background gas were simulated using a Monte-Carlo approach, while the deposition of the sputtered atom onto the film surface was analyzed using molecular dynamics. The interaction of Ar+ ions with the deposited film under the influence of substrate bias was also simulated using a Monte-Carlo approach. The distribution of sputtered atoms over the substrate and the fraction of total sputtered atoms from Ni and Ti targets that reached the substrate were calculated for an off centred target which made an angle of 30° with the substrate. The effects of target voltage and gas temperature on the distribution of sputtered atom over substrate were studied with the help of the aforesaid simulations. It was observed that with increasing target voltage, the fraction of sputtered atoms reaching the substrate was increased slightly for a pure Ni target, while it showed very little change for a pure Ti target. With increasing gas temperature, the value for the same decreased initially, but increased beyond a critical temperature. The velocities of incident Ni and Ti atoms on the substrate were calculated and it was found that no intrinsic re-sputtering could take place for a Ni0.5Ti0.5 thin film under the simulated conditions. The fraction of deposited atoms that were re-sputtered by Ar+ ions under varying substrate bias was also calculated and was found to increase substantially with the increase in the magnitude of the substrate bias voltage. Finally, the stability of crystalline and amorphous Ni and Ti were estimated on the basis of fraction of atoms re-sputtered using a classical molecular dynamics approach.

PL

Osadzanie i ponowne rozpylania cienkiej warstwy NixTi|.x w magnetronowej komorze napylającej było symulowane z zastosowaniem modelowania wieloskalowego. Rozpylanie Ni i T oraz transport rozpylanych atomów przez gaz w komorze symulowano metodą Monte Carlo, a osadzanie rozpylanych atomów na powierzchni cienkiej warstwy analizowano za pomocą metody dynamiki molekularnej. Oddziaływanie jonów Ar z osadzoną warstwą z uwzględnieniem wpływu nachylenia podłoża symulowano również metodą Monte Carlo. Rozkład osadzanych atomów na podłożu i ułamek osadzonych atomów Ni i Ti które osiągnęły podłoże dla przesuniętego celu nachylonego pod kątem 30° do podłoża. Na podstawie wykonanych symulacji oceniono wpływ napięcia w komorze i temperatury gazu na rozkład osadzonych atomów. Zaobserwowano, że wraz ze wzrostem napięcia dla celu z czystego Ni wzrasta nieznacznie ułamek rozproszonych atomów, które osiągnęły cel. Ten wpływ jest pomijalny dla czystego Ti. Wraz ze wzrostem temperatury wspomniany ułamek początkowo maleje a następnie powyżej temperatury krytycznej zaczyna wzrastać. Obliczone zostały prędkości atomów Ni i Ti osiągających podłoże i zauważono, że ponowne rozpylanie w warunkach symulacji dla cienkiego filmu Ni0.5Ti0.5 nie jest możliwe. W dalszej kolejności obliczono ułamek osadzonych atomów, które zostały ponownie rozpylone przez jony Ar1 dla różnego nachylenia podłoża. Zaobserwowano, że wzrost wielkości napięcia podłoża znacznie zwiększa ten ułamek. W końcowej części pracy na podstawie oceny ułamka atomów ponownie rozpylonych określono stabilność krystalicznego i amorficznego Ni i Ti wykorzystując do tego celu metodę dynamiki molekularnej.

6

Challenges of Using Elemental Nickel and Titanium Powders for the Fabrication of Monolithic NiTi Parts

Farvizi M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2017

|

Vol. 62, iss. 2B

1075--1079

EN

Due to its interesting properties and wide applications in different industries, fabrication of monolithic NiTi with cost-effective methods is an important and attractive issue. One of the economic ways to fabricate NiTi is employing elemental nickel and titanium powders. In this study, effects of using elemental powders as a precursor on the microstructure and mechanical properties of HIP-consolidated NiTi samples will be explored. The result of XRD analysis showed that after HIP process an interwoven structure which consists of NiTi2, Ni3Ti and B2-B19′ NiTi evolves. The formation of NiTi2/Ni3Ti intermetallics is thermodynamically favored which affects different aspects of this alloy: (i) it alters martensitic transformation temperatures; (ii) restricts essential properties of this alloy such as PE and SME, (iii) increases hardness, and (iv) yields to premature fracture at small strains during tensile tests.

7

Synthesis of Niti Based Nanocomposites Reinforced by Ha Addition

Niespodziana K., Jurczyk K., Jurczyk M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2016

|

Vol. 61, iss. 2A

577--580

EN

NiTi alloy is well known for its unique properties, such as good ductility at room temperature, good corrosion resistance and also thermal shape memory effects. On the other hand hydroxyapatite has a combination of desirable properties, such as low density and excellent compatibility with the bone which used as ceramic reinforced phases can change the properties and thermal stability of the NiTi alloy. In this study, the NiTi alloy matrix shape memory composite reinforced by hydroxyapatite particles was successfully fabricated using mechanical alloying and powder metallurgical process. The structural evaluation of milled and heat treated powders was studied by X-ray diffraction, scanning electron microscopy and transmission electron microscopy. The differential scanning calorimetry was used to measure the phase transformation temperatures. The porosity, Vickers’ hardness and corrosion resistance of the TiNi-HA composites were investigated. The results show that the increase of the weight ratio of hydroxyapatite causes increase the porosity and decrease the corrosion resistance. The fabricated NiTi alloy matrix composite possesses lower density and higher Vickers’ hardness as the pure NiTi shape memory alloy, yet still exhibiting the shape memory effect.

8

Characterization of coatings created on selected Titanium alloys by Plasma Electrolytic Oxidation

Rokosz K., Hryniewicz T., Malorny W.

Advances in Materials Science

|

2016

|

Vol. 16, nr 1(47)

5--16

EN

The SEM and EDS results of coatings obtained on pure niobium and titanium alloys (NiTi and Ti6Al4V) by Plasma Electrolytic Oxidation in the electrolytes containing of 300 g and 600 g copper nitrate in 1 litre of concentrated phosphoric acid at 450 V for 3 minutes, are presented. The obtained coatings are porous and consist mainly of phosphorus within titanium and copper. For each coating, the Cu/P ratios were calculated. The maximum of that coefficient was found for niobium and Ti6Al4V alloy oxidised in the electrolyte containing 600 g of Cu(NO3)2 in 1 dm3 of H3PO4 and equaling to 0.22 (wt%) | 0.11 (at%). The minimum of Cu/P ratio was recorded for NiTi and Ti6Al4V alloys oxidised by PEO in electrolyte consisting of 300 g of copper nitrate in 1 dm3 of concentrated phosphoric acid and equals to 0.12 (wt%) | 0.06 (at%). The middle value of that ratio was recorded for NiTi and it equals to 0.16 (wt%) | 0.08 (at%).

9

Electrophoretic deposition of biphasic calcium phosphates on NiTi shape memory alloy

Dudek K., Goryczka T.

Composites Theory and Practice

|

2015

|

R. 15, nr 4

192--195

EN

The application of NiTi shape memory alloys as long-term implants is dependent on ensuring better biocompatibility of the alloy, which is achieved by modification of the surface by protective coatings or layers. In the present work, the surface of the NiTi alloy was covered by biocompatible composite coatings. First, a thin rutile layer was formed by autoclaving. Passivation was carried out at 134°C for 30min which resulted in forming an amorphous TiO2 thin film. Next, a biphasic calcium phosphate (BCP) layer was deposited using electrophoresis (EPD). The BCP layer was composed of hydroxyapatite (HAP) and β-tricalcium phosphate (β-TCP). The deposition voltage ranged from 40 to 80 V at a constant time of 60 s. The deposited samples were vacuum-sintered at 800°C for 2 h. Observations of the surface revealed that the obtained coatings are crack-free. Measurements done with X-ray diffraction confirmed that the top layer consisted of β-TCP and HAP.

PL

Zastosowanie stopów NiTi w medycynie na długoterminowe implanty uwarunkowane jest zapewnieniem lepszej biokompatybilności, co uzyskuje się poprzez modyfikację powierzchni wyjściowej stopów odpowiednimi biozgodnymi warstwami lub powłokami ochronnymi. W prezentowanej pracy powierzchnia stopu NiTi została zmodyfikowana poprzez wytworzenie warstwy kompozytowej składającej się z rutylu (TiO2) oraz dwufazowej ceramiki opartej o fosforany wapnia (BCP), złożonej z hydroksyapatytu (HAP) oraz ceramiki whitlockitowej (β-TCP). Warstwa rutylu została wytworzona poprzez pasywację w autoklawie parowym w warunkach stosowanych do sterylizacji narzędzi chirurgicznych (134°C, 30 min). Następnie na spasywowanej powierzchni została wytworzona metodą elektroforezy powłoka składająca się z dwufazowej ceramiki CaPs. Warstwy nałożono, stosując napięcie z zakresu 40÷80 V przy stałym czasie depozycji wynoszącym 60 s. Naniesione warstwy spiekano w piecu próżniowym w temperaturze 800°C przez 2 h. Obserwacje powierzchni przy użyciu skaningowego mikroskopu elektronowego nie wykazały pęknięć na powierzchni warstw. Badania rentgenowskie potwierdziły kompozytowy skład warstwy wierzchniej.

10

Structure of TiN/Hydroxyapatite Multilayers Deposited on Surface of NiTi Shape Memory Alloy

Dudek K., Goryczka T., Wierzchoń T., Lelątko J.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 3A

1777--1781

EN

In order to improve a corrosion resistance and biocompatibility of NiTi shape memory alloys, the surface of the NiTi alloy was covered by protective layers. The paper presents results of the layers composed of titanium nitride and hydroxyapatite (HAp). The TiN layers were deposited using the glow discharge technique and then the bioactive hydroxyapatite layer was formed from simulated body fluids solution. The results of the structure studies and microscopic observations confirmed that on the surface of the NiTi alloy a thin titanium nitride layer 35-50 nm thick (depending on the glow discharge technique parameters) was obtained. The structure of the deposited layers was studied by means of the X-ray diffraction technique. Also, mechanical parameters of obtained layers were characterized using nanoindentation. On the top of the titanium nitride, a layer consisted of hydroxyapatite and NaCl was formed. Applied parameters of deposition process did not lead to decomposition of the NiTi parent phase (B2) to the equilibrium ones.

PL

W celu poprawy właściwości korozyjnych, biokompatybilności oraz biofunkcjonalności stopów NiTi wykazujących efekt pamięci kształtu, stosuje się różne metody modyfikacji ich powierzchni. W prezentowanej pracy przedstawiono wyniki badań warstw powierzchniowych złożonych z azotków tytanu oraz hydroksyapatytu. Warstwy TiN zostały wytworzone przy użyciu metody jarzeniowej, a następnie na ich powierzchni został osadzony hydroksyapatyt z roztworu SBF. Wyniki przeprowadzonych badań strukturalnych oraz obserwacji mikroskopowych potwierdziły, że na powierzchni stopu NiTi wytworzyła się cienka warstwa azotku tytanu o grubości 35-50 nm (w zależności od zastosowanych parametrów procesu jarzeniowego). Z kolei na powierzchni warstwy azotowanej powstała warstwa składająca się z hydroksyapatytu oraz NaCl. Zastosowane parametry wytwarzania warstw nie doprowadziły do rozkładu fazy macierzystej stopu NiTi (B2) na fazy równowagowe. Fakt ten jest niezwykle istotny z uwagi na wystąpienie odwracalnej przemiany martenzytycznej oraz zjawiska pamięci kształtu.

11

Deposition of Chitosan Layers on NiTi Shape Memory Alloy

Kowalski P., Łosiewicz B., Goryczka T.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 1

171--176

EN

The NiTi shape memory alloys have been known from their application in medicine for implants as well as parts of medical devices. However, nickel belongs to the family of elements, which are toxic. Apart from the fact that nickel ions are bonded with titanium into intermetallic phase, their presence may cause allergy. In order to protect human body against release of nickel ions a surface of NiTi alloy can be modified with use of titanium nitrides, oxides or diamond-like layers. On the one hand the layers can play protective role but on the other hand they may influence shape memory behavior. Too stiff or too brittle layer can lead to limiting or completely blocking of the shape recovery. It was the reason to find more elastic covers for NiTi surface protection. This feature is characteristic for polymers, especially, biocompatible ones, which originate in nature. In the reported paper, the chitosan was applied as a deposited layer on surface of the NiTi shape memory alloy. Due to the fact that nature of shape memory effect is sensitive to thermo and/or mechanical treatments, the chitosan layer was deposited with use of electrophoresis carried out at room temperature. Various deposition parameters were checked and optimized. In result of that thin chitosan layer (0.45µm) was received on the NiTi alloy surface. The obtained layers were characterized by means of chemical and phase composition, as well as surface quality. It was found that smooth, elastic surface without cracks and/or inclusions can be produced applying 10V and relatively short deposition time - 30 seconds.

PL

Stopy NiTi wykazujące pamięć kształtu znane są ze swych zastosowań w medycynie na implanty oraz części urządzeń medycznych. Jednakże, nikiel należy do rodziny pierwiastków o toksycznym działaniu. Oprócz faktu, że jony niklu są związane z tytanem w fazę międzymetaliczną, ich obecność może powodować alergię. W celu ochrony organizmu przed uwalnianymi jonami niklu powierzchnia stopu NiTi może być modyfikowana z wykorzystaniem azotków tytanu, tlenków lub warstw dia-mentopodobnych. Z jednej strony warstwy mogą odgrywać rolę ochronną, ale z drugiej strony mogą wpłynąć na zachowanie pamięci kształtu. Zbyt sztywna lub zbyt krucha warstwa może prowadzić do ograniczenia lub całkowitego zablokowania odzysku kształtu. Był to powód, aby znaleźć bardziej elastyczne pokrycia zabezpieczające powierzchnię NiTi. Ta cecha jest charakterystyczna dla polimerów, zwłaszcza biokompatybilnych polimerów pochodzenia naturalnego. W omawianym artykule zastosowano chitozan jako osadzaną warstwę na powierzchni stopu NiTi, wykazującego pamięć kształtu. Ze względu na fakt, że natura efektu pamięci kształtu jest wrażliwa termicznie oraz na obróbkę mechaniczną, warstwa chitozanu została osadzona z wykorzystaniem elektroforezy przeprowadzonej w temperaturze pokojowej. Sprawdzano i optymalizowano różne parametry osadzania. W rezultacie otrzymano cienką warstwę chitozanu (0,45µm) na powierzchni stopu NiTi. Uzyskane warstwy scharakteryzowano pod względem składu chemicznego i fazowego jak również jakości powierzchni. Stwierdzono, że gładka, elastyczna powierzchnia, bez pęknięć i/lub wtrąceń może być uzyskana stosując napięcie 10V i stosunkowo krótki czas osadzania - 30 sekund.

12

SEM and EDS analysis of nitinol surfaces treated by Plasma Electrolytic Oxidation

Rokosz K., Hryniewicz T., Dudek Ł., Malorny W.

Advances in Materials Science

|

2015

|

Vol. 15, nr 3(45)

41--47

EN

In the paper, the surface layers formed on nickel-titanium alloy during Plasma Electrolytic Oxidation (PEO), known also as Micro Arc Oxidation (MAO), are described. The mixture of phosphoric acid and copper nitrate as the electrolyte for all plasma electrochemical processes was used. Nitinol biomaterial was used for the studies. All the experiments were performed under the voltage of 450 V and current density of 0.3 A/dm2. The main purpose of the studies was to achieve the highest amount of copper in the surface layer versus amount of the copper nitrate in phosphoric acid. The highest copper concentration was found in the surface layer after the PEO treatment in the electrolyte consisting of 150g Cu(NO3)2 in 0.5 dm3 H3PO4. The worst results, in case of the amount of copper in the NiTi surface layer, were recorded after oxidizing in the solution with 5 g Cu(NO3)2.

13

Modelowanie efektu supersprężystości metodą elementów skończonych

Młocek B.

Modelowanie Inżynierskie

|

2014

|

T. 21, nr 52

132--139

PL

W pracy przedstawiono wyniki modelowania zjawiska supersprężystości metodą elementów skończonych. Przedyskutowano metodykę tworzenia modeli jednoosiowego rozciągania oraz trójpunktowego zginania. Analizę numeryczną prowadzono w środowisku obliczeniowym ANSYS 14.5. Wyznaczono wartości naprężeń normalnych w funkcji odkształcenia oraz wartości siły reakcji względem przemieszczenia belki ze stopu NiTi opisanej numerycznie. Uzyskane wyniki analiz numerycznych porównano z danymi eksperymentalnymi zamieszczonymi w pracy Auricchio i innych [1], uzyskując jakościowo dobrą zgodność. Użycie analiz numerycznych MES uzasadnione jest efektywną optymalizacją wytwarzania materiałów wykazujących efekt supersprężystości.

EN

The paper presents the results of modeling using finite element method superelastic phenomena occurring in shape memory alloys. The methodology for modeling uniaxial tensile and three-point bending was discussed. Numerical analysis was carried out in 14.5 ANSYS. The values of tensile stress as a function of strain and the force reaction in relation to displacement for the NiTi beam were shown. The obtained results were compared with good qualitatively agreement with experimental data given in work Auricchio et al [1]. Using finite element method in optimization of manufacturing materials in which occur the superelastic effect was shown.

14

Modyfikacja powierzchni klamer kostnych NiTi z pamięcią kształtu poprzez niskotemperaturowe jarzeniowe azotowanie i tlenoazotowanie

Lekston Z., Wierzchoń T., Lelątko J., Stróż D., Cieplak J., Dybich J.

Engineering of Biomaterials

|

2014

|

Vol. 17, no. 128-129

57--60

PL

W pracy przedstawiono opis technologii niskotemperaturowego azotowania i tlenoazotowania jarzeniowego stopów NiTi z pamięcią kształtu. Opisano azotowanie jarzeniowe z wykorzystaniem zjawiska rozpylania katodowego, oraz warunki azotowania i utleniania jarzeniowego detali NiTi w jednym procesie technologicznym. Badania topografii powierzchni przed i po procesach jarzeniowej obróbki przeprowadzono metodą mikroskopii sił atomowych przy użyciu mikroskopu AMF firmy Veeco. Opracowane sposoby modyfikacji powierzchni zastosowano do azotowania i tlenoazotowania klamer NiTi do zespoleń złamań kości. Uzyskano klamry z jednorodnymi barwnymi warstwami. Stwierdzono podwyższenie temperatur odzysku kształtu klamer po obróbce jarzeniowej.

EN

The paper presents a description of the technology of low -temperature glow discharge nitriding and oxynitriding of NiTi shape memory alloys. Glow discharge nitriding that uses cathode sputtering and the conditions of the glow discharge nitriding and oxidation of the NiTi details in one process have been described. The studies of surface topography of NiTi samples before and after the process of the glow discharge nitriding and oxynitriding were conducted using a Veeco atomic force microscope (AFM). The developed methods have been used for nitriding and oxynitriding the surface of the NiTi staples for the fixation of bone fractures. In this way we obtained staples with uniform colored layers. The shape recovery temperature of the NiTi shape memory staples was increased after the glow-discharge treatment.

15

Structure of TCP layer deposited on surface of NiTi shape memory alloy

Goryczka T., Dudek K., Szaraniec B., Lelątko J.

Inżynieria Materiałowa

|

2013

|

Vol. 34, nr 4

265--268

EN

The number of NiTi shape memory alloy application in medicine grows from year to year. However, relatively high contents of nickel cause concern for their migration to a human body. Especially, it appears, when they are going to be applied for long-term implants. In order to increase biocompatibility and corrosion resistance, surface of NiTi alloy is modified with deposition of protective layer. The layer can play also additional function for example: osteointegration. However, to stiff and/or thick protective layer as well as high temperature of their deposition can limit or completely block shape memory effect. In presented work, the ß-TCP was electrophoretically deposited on surface of the NiTi alloy. The protective layer was deposited with use of voltage from range of 20÷45 V and deposition time varied from 15 s to 30 s. Homogeneous layer formed from ß-TCP phase was produced with voltage of 30 V and time 30 s. Applied deposition procedure allowed avoid of the B2 parent phase decomposition to equilibrium phases.

PL

Liczba praktycznych zastosowań stopów NiTi wykazujących efekt pamięci kształtu w medycynie wzrasta z roku na rok. Jednakże zastosowanie tych stopów na długoterminowe implanty jest ograniczone obawami przed uwalnianiem się jonów niklu do organizmu człowieka. W celu zwiększenia biokompatybilności oraz odpomości korozyjnej powierzchnię stopów NiTi modyﬁkuje się przez nanoszenie warstw ochronnych, które mogą również pełnić dodatkowe funkcje, np. polepszać osteointegrację. Jednakże zbyt sztywne i/lub zbyt grube powłoki ochronne oraz zbyt wysoka temperatura ich nanoszenia mogą ograniczyć lub nawet całkowicie zablokować efekt pamięci kształtu. W pracy zastosowano trójfosforan wapnia nanoszony elektroforetycznie na powierzchnię stopu NiTi. Warstwę ochronną nanoszono w temperaturze pokojowej, stosując napięcie z zakresu 20÷45 V oraz czas nanoszenia od 15 do 30 s. Homogeniczną warstwę złożoną z cząstek ß-TCP na powierzchni NiTi uzyskano przy napięciu 30 V oraz czasie 30 s. Warunki elektroforetycznego nanoszenia warstwy nie spowodowały rozpadu fazy macierzystej stopu NiTi na fazy równowagowe.

16

Shape memory actuators - potentials and specifics of their technical use and electrical activation

Strittmatter J., Gümpel P., Gheorghita V.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2012

|

Vol. 55, nr 2

368--377

EN

Due to a martensitic phase change shape memory alloys can revert to their original shape by heating when they undergo an appropriate treatment. Actuator elements with this shape memory effect can show a significant design change combined with a considerable force. Therefore they can be used to solve many technical tasks in the field of actuating elements and mechatronics. These intelligent materials will play an increasing role in the next years, especially within the automotive technology, energy management, power and mechanical engineering as well as medical technology. In order to use the potential of these materials in an optimal way it is necessary to know and understand the extraordinary and unconventional properties of shape memory alloys. This paper will present the commonly used systems of shape memory alloys of today including their performance characteristics and will explain the basics of the shape memory effect in a vivid way. A multitude of application possibilities of shape memory actuators will be presented, in particular the research and development projects that have been carried out at the Konstanz University of Applied Sciences during the last years. In this way a solid state heat engine and an intramedullary nail for bone elongation will be presented as well as various adaptive systems for automotive safety and comfort systems, driven by shape memory elements. Regarding the applications in the automotive field a special focus will be given to different electrical activations to enable very fast contraction times of the shape memory components.

17

Struktura i odporność korozyjna tleno-azotowanego w niskiej temperaturze stopu NiTi wykazującego pamięć kształtu

Lelątko J., Goryczka T., Wierzchoń T., Ossowski M., Łosiewicz B., Rówiński E.

Engineering of Biomaterials

|

2009

|

Vol. 12, no. 89-91

40--42

18

Structure and properties of carbon layers on NiTi shape memory alloy

Lelątko J., Goryczka T., Rówiński E., Pączkowski P., Drdzeń A., Morawiec H.

Advances in Materials Science

|

2007

|

Vol. 7, nr 3(13)

57-62

EN

NiTi alloys are frequently used in medical applications as a material for implants. The high risk of toxicity, caused by diffusion of nickel ions to the human body, requires developing a technology for deposition of a protective layer. Due to the unique physical and chemical properties the carbon-based layers are one of the possibilities for a surface protection. The carbon layer was deposited on Ni(50.6at%)Ti shape memory alloy using the RFPECVD process. The layers were studied using a wide range of methods. The structure was investigated using a high resolution electron microscope, greasing incident X-ray diffraction and reflectometry. The Auger spectrometer was applied for chemical analyses. Results reveal that the structure of carbon layer consists of nanocrystaline diamond particles in amorphous and/or nano-graphitic matrix. Basing on the Auger spectroscopy it was stated that the layers posses DLC qualities. The layers, deposited in this process, have a good quality and high corrosion resistance.

19

Umocnienie wydzieleniowe stopu NiTi dla zaindukowania nadsprężystych własności pierścieni użytych w korekcji czaszki

Morawiec H., Lekston Z., Kobus K., Węgrzyn M., Drugacz J.

Inżynieria Biomateriałów

|

2005

|

R. 8, nr 46

9-12

PL

Podstawowym założeniem było osiągnięcie ciągłej, stałej siły w szerokim zakresie deformacji nasprężystych pierścieni użytych w korekcji czaszkowej. Nasprężyste własności pierścieni uzyskano w procesie starzenia uprzednio ukształtowanych pierścieni, które powoduje znaczące umocnienie, jako rezultat wydzielania koherentnych cząstek Ni4Ti3.

EN

The basic assumption was to achieve a continuous and constant force in a wide range of deformations superelastic rings used for cranial correction. Superelastic properties of the rings were induced in the process of ageing of the already formed rings which causes significant hardening as a result of the precipitation of coherent Ni4Ti3 particles.

20

Struktura i odporność korozyjna azotowanej powierzchni stopu NiTi dla zastosowań medycznych

Lelątko J., Pączkowski P., Goryczka T., Wierzchoń T., Paszenda Z., Morawiec H.

Inżynieria Biomateriałów

|

2005

|

R. 8, nr 47-53

133--135