Trong công trình này, nhiệt độ đánh lửa của sợi đốt Cr-Ni thấp (1400°C), nên nhiệt độ nung sơ bộ để phản ứng xảy cần phải thấp nhất là 0°C là hoàn toàn phù hợp. Tổ chức tế vi của mẫu sản phẩm NiTi sau phản ứng SHS được trình bày trên H6, là mặt cắt của mẫu được nung sơ bộ ở nhiệt độ 600°C từ bột đã hoạt hóa cơ học. Một lần nữa đã chứng minh phản ứng giữa Ni và Ti đã xảy ra. Hình ảnh tổ chức tế vi cho thấy, có hiện tượng chảy lỏng cục bộ và do tốc độ làm nguội rất nhanh nên chúng vẫn giữ được dạng hình cầu. Điều này chứng tỏ nhiệt độ cháy của phản ứng là cao. Với nhiệt độ cháy cao này, các phân tử Ti và Ni có thể khuếch tán mạnh vào nhau để gắn liền các hạt bột.
Hình 6. ảnh SEM tổ chức tế vi mẫu Nitinol sau phản ứng SHS ởTp = 600°C.
Hình ảnh trên cho thấy hầu như không có các mặt tiếp xúc giữa các hạt như thường quan sát thấy ở tổ chức tế vi của các mẫu từ vật liệu bột sau thiêu kết thông thường. Một điều quan trọng là, mẫu có độ xốp tương đối lớn, và có các lỗ xốp liên thông nhau. Độ xốp và tỉ lệ lỗ xốp hở cao đặc biệt quan trọng trong các vật liệu ứng dụng y sinh do chúng là không gian để các mô của cơ thể có thể bám vào, phát triển và các dịch trong cơ thể có thể lưu thông được.
4. Kết luận
Bằng phương pháp SHS với nhiệt độ nung sơ bộ Tp = 0°C và nhiệt độ đánh lửa Tig = 1400°C, điều kiện tới hạn trong nước, hoàn toàn có thể tạo ra được Nitinol xốp từ hỗn hợp bột Ni và Ti nguyên chất được phối trộn theo tỉ lệ 1:1 (tỉ lệ nguyên tử). Cấu trúc sản phẩm tạo thành có dạng tổ chức xốp với kích thước của các lỗ xốp hở tương đối lớn. Cấu trúc này hứa hẹn sẽ tạo ra được cơ tính mong muốn đối với hệ vật liệu này là khả năng đàn hồi cao và khả năng ứng dụng làm đĩa đệm cột sống trong cơ thể người.
[symple_box color=”yellow” text_align=”left” width=”100%” float=”none”]
Tài liệu trích dẫn
- A. Bansiddhi, T. D. Sargeant, S. I. Stupp, D. C. Dunand; Porous NiTi for bone implants: A review; Acta Biomaterialia 4, 2008, pp.773-782
- A.G. Merzhanov, Jour. Matls. Pro. Tech. 56, 1996, pp.222-241
- P. Mossino; Some aspects in self-propagating high-temperature synthesis; Ceramics International 30, 2004, pp.311-332
- Mehmet Kaya, Nuri Orhana, Bulent Kurta, Tahir I. Khan; The effect of solution treatment under loading on the microstructure and phase transformation behavior of porous NiTi shape memory alloy fabricated by SHS; Journal of Alloys and Compounds 475, 2009, pp.378–382
- G. F. Bastin, G. D. Rieck; Diffusion in the titanium-nickel system: I. occurrence and growth of the various intermetallic compounds; Metallurgical Transactions B, Volume 5, Issue 8, 1974, pp.1817-1826
- G. F. Bastin, G. D. Rieck; Diffusion in the titanium-nickel system: II. calculations of chemical and intrinsic dif fusion coefficients; Metallurgical Transactions B, Volume 5, Issue 8, 1974, pp.1827-1831
- A. D. Bratchikov, A. G. Merzhanov, V. I. Itin, V. N. Khachin, E. F. Dudarev, V. E. Gyunter, V. M. Maslov and D. B. Chernov; SELF-PROPAGATING HIGH-TEMPERATURE SYNTHESIS OF TITANIUM NICKELIDE; Plenum Publishing Corporation, 1980, pp.5–8
- B. Y. Li, L. J. Rong, Y.Y. Li, V.E. Gjunter; Synthesis of porous Ni–Ti shape-memory alloys by self-propagat ing high-temperature synthesis: reaction mechanism and anisotropy in pore structure; Acta Materialia 48, 2000, pp.3895-3904
- Lixiang Zhang, Zhiguo Wang; Thermal investigation of fabricating porous NiTi SMA by SHS; Experimental Thermal and Fluid Science 32, 2008, pp.1255-1263
[/symple_box][symple_clear_floats]
