Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Платный доступ или доступ для подписчиков

Влияние отжига на морфологию поверхности пористого сплава NiTi с эффектом памяти формы

Hafizah Hanim Jalan Mohd Zaki

Аннотация


Изучено влияние термического отжига на морфологию поверхности пористого сплава с эффектом памяти формы NiTi, обусловленную формированием оксидного слоя in-situ. Пористые образцы, изготовленные методом порошковой металлургии, подвергали отжигу при температурах от 300 до 700 °C. Для анализа морфологии поверхности и идентификации фаз использовали сканирующий электронный микроскоп, оснащенный энергодисперсионным спектрометром и рентгеновским дифрактометром соответственно. После отжига образцы тестировали на биосовместимость для оценки выщелачивания ионов Ni с помощью масс-спектрометра с индуктивно-парной плазмой. Установлено, что при отжиге на поверхности пористого NiTi сплава образуется стабильный слой TiO2. Однако при высоких температурах отжига образуется более толстый нестабильный и хрупкий оксидный слой TiO2, что приводит к повышенному высвобождению ионов Ni. В целом разработка пористого сплава NiTi с поверхностью, пассивированной с помощью термического отжига, показала многообещающие результаты для потенциального применения в биомедицинской области.


Ключевые слова


сплавы с эффектом памяти формы; сплав NiTi; термический отжиг; морфология поверхности; пористость; биосовместимость

Полный текст:

PDF

Литература


Zhou, D., Gao, Y., Lai, M., Li, H., Yuan, B. and Zhu, M., Fabrication of NiTi Shape Memory Alloys with Graded Porosity to Imitate Human Long-bone Structure. Journal of Bionic Engineering, 12(4), pp.575-582, 2015.

Lobo, P. S., Almeida, J., & Guerreiro, L. Shape Memory Alloys Behaviour: A Review. Procedia Engineering, 114, 776–783, 2015.

C. Naresh, P. S. Bose, and C. S. Rao, “Shape memory alloys: A state of art review,” IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, vol. 149, p. 012054, 2016.

Sansone, V., Pagani, D., & Melato, M. The effects on bone cells of metal ions released from orthopaedic implants. A review. Clinical Cases in Mineral and Bone Metabolism, 10(1), 34–40, 2013.

Shayesteh Moghaddam, N., Taheri Andani, M., Amerinatanzi, A., Haberland, C., Huff, S., Miller, M., Elahinia, M., & Dean, D. Metals for bone implants: safety, design, and efficacy. Biomanufacturing Reviews, 1(1), 1–16, 2016.

Shih, C. C., Lin, S. J., Chen, Y. L., Su, Y. Y., Lai, S. T., Wu, G. J., Kwok, C. F., & Chung, K. H. The cytotoxicity of corrosion products of nitinol stent wire on cultured smooth muscle cells. Journal of Biomedical Materials Research, 52(2), 395–403, 2000.

Yaqub, G., Khan, A., Zishan Ahmad, M., & Irshad, U. Determination of Concentration of Heavy Metals in Fruits, Vegetables, Groundwater, and Soil Samples of the Cement Industry and Nearby Communities and Assessment of Associated Health Risks. Journal of Food Quality, 1–9, 2021.

Wang, G., Liu, Z., Niu, J., Huang, W., & Wang, B. Effect of electrochemical polishing on surface quality of nickel-titanium shape memory alloy after milling. Journal of Materials Research and Technology, 9(1), 253–262, 2020.

Nazarov, D., Rudakova, A., Borisov, E., & Popovich, A. Surface modification of additively manufactured nitinol by wet chemical etching. Materials, 14(24), 2021.

Vokoun, D., Racek, J., Kadeřávek, L., Kei, C. C., Yu, Y. S., Klimša, L., & Šittner, P. Atomic Layer-Deposited TiO2 Coatings on NiTi Surface. Journal of Materials Engineering and Performance, 27(2), 572–579, 2018.

Kashin, O. A., Krukovskii, K. V., Slabodchikov, V. A., & Lotkov, A. I. Silicon coating deposition on NiTi substrate by plasma immersion ion implantation and deposition. Journal of Physics: Conference Series, 1393(1), 2019.

Mahmud, A., Wu, Z., Zhang, J., Liu, Y., & Yang, H. Surface oxidation of NiTi and its effects on thermal and mechanical properties. Intermetallics, 103(September), 52–62, 2018.

Freiberg, K. E., Seyring, M., Wonneberger, R., Rettenmayr, M., & Undisz, A. Phase formation in the Ni-enriched zone below the surface oxide on Niti. Intermetallics, 154, 107817, 2023.




DOI: https://doi.org/10.30906/mitom.2025.12.36-37


© Издательский дом «Фолиум», 1998–2026