بررسی خواص نانومکانیکی آلیاژ NiTi کربن دهی شده به وسیله فرایند کاشت یونی پلاسمایی

Abstract

آلیاژ نایتینول (NiTi) به دلیل در بر بر­داشتن خواصی همانند انعطاف انعطاف­پذیری فوق فوق­العاده با کرنش زیاد قابل بازگشت، اثر حافظه حافظه­داری ، ویژگی‌های میرایی بالا، مقاومت خوردگی و زیست زیست­سازگاری خوب، دارای کاربرد وسیعی در ساخت قطعات پزشکی و بایو مواد، همانند استنت­ها، ایمپلنت­های ارتوپدی و ابزارهای جراحی است. اما یکی از مهم­ترین مشکلات آلیاژ نایتینول، آزاد شدن یون‌های نیکل ناشی از تخریب سطح نمونه است، که این یون می‌تواند به عنوان بازدارنده در فرایندهای آنزیمی موثر در سنتز پروتیین و تکثیر سلول دخالت نماید. اعمال پوشش و کاشت یونی از مهم­ترین روش­ها جهت بهبود سطحی و رفتار زیستی آلیاژ NiTi است. در این تحقیق بهبود سطحی از طریق کربن­دهی به وسیله فرایند کاشت یونی پلاسمایی (CPIII) بر روی سطح آلیاژ NiTi صورت گرفته و سپس رفتار نانومکانیکی پوشش بوسیلهتوسط میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) و روشهای نانودندانه­گذاری و نانو نانو­خراش و رفتار خوردگی به وسیله آزمون پلاریزاسیون در محلول 5_/0 مولار نمک طعام مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج بیانگر سطح کاملا همگن، یکنواخت و عاری از نواقص سطحی با عمق کاشت یونی کربن در حدود 50 نانومتر همراه با کاهش میانگین زبری سطحی از 34 به 25 نانومتر است. فرایند کاشت یونی منجر به افزایش سختی و مدول الاستیک به ترتیب 7_/80 و 8_/21 درصد، کاهش ضریب اصطکاک متوسط از 21_/0 به 16_/0 و باعث غالب بودن مکانیزم سازوکار سایش برشی همراه با افزایش 85 درصدی بازده مقاومت به خوردگی گردیده است.