बीटा टाइटेनियम मिश्र धातु की अति लोचशीलता को प्रभावित करने वाले कारक और सुधार के तरीके

टीआई-नी मिश्र धातु का अधिकतम वसूली तनाव (εr) 8.0% तक पहुंच सकता है, उत्कृष्ट आकार स्मृति प्रभाव और सुपरलेस्टिकता दिखाता है, और व्यापक रूप से हड्डी प्लेटों, संवहनी मचान और ऑर्थोडॉन्टिक फ्रेम के रूप में उपयोग किया जाता है.हालांकि, जब टीआई-नी मिश्र धातु मानव शरीर में प्रत्यारोपित की जाती है, तो यह एनआई+ जारी कर सकती है, जो संवेदनशील और कैंसरजनक है, जिससे गंभीर स्वास्थ्य समस्याएं होती हैं।संक्षारण प्रतिरोध और कम लोचदार मॉड्यूल, और उचित गर्मी उपचार के बाद बेहतर ताकत और प्लास्टिसिटी मैच प्राप्त कर सकते हैं, यह धातु सामग्री का एक प्रकार है जिसका उपयोग कठिन ऊतक प्रतिस्थापन के लिए किया जा सकता है।कुछ β टाइटेनियम मिश्र धातुओं में प्रतिवर्ती थर्मोइलेस्टिक मार्टेंसिटिक परिवर्तन मौजूद है, कुछ सुपरलेस्टिक और आकार स्मृति प्रभाव दिखाता है, जो बायोमेडिकल क्षेत्र में इसके अनुप्रयोग का विस्तार करता है।बी-टाइटनियम मिश्र धातु का विकास जो गैर विषैले तत्वों से बना है और उच्च लोच वाला है हाल के वर्षों में चिकित्सा टाइटेनियम मिश्र धातु का एक अनुसंधान हॉटस्पॉट बन गया है.
वर्तमान में, कमरे के तापमान पर सुपरलचीलापन और आकार स्मृति प्रभाव वाले कई β-टाइटनियम मिश्र धातु विकसित किए गए हैं, जैसे कि Ti-Mo, Ti-Ta, Ti-Zr और Ti-Nb मिश्र धातु।इन मिश्र धातुओं का सुपरलेस्टिक वसूली कम है, जैसे कि Ti-(26, 27)Nb का अधिकतम εr (26 और 27 परमाणु अंश हैं, यदि विशेष रूप से चिह्नित नहीं हैं, तो इस पेपर में शामिल टाइटेनियम मिश्र धातु के घटक परमाणु अंश हैं) केवल 3.0% है,टी-नी मिश्र धातु की तुलना में बहुत कमβ टाइटेनियम मिश्र धातु की अतिलायस्टिकता को और कैसे बढ़ाया जाए, यह एक तत्काल समस्या है। इस लेख में β टाइटेनियम मिश्र धातु की अतिलायस्टिकता को प्रभावित करने वाले कारकों का विश्लेषण किया गया है।और सुपरलेस्टिकिटी में सुधार के तरीकों का व्यवस्थित रूप से सारांश दिया गया है.
सुपरएलास्टिकिटी 1.1 1β टाइटेनियम मिश्र धातुओं का प्रतिवर्ती तनाव-प्रेरित मार्टेंसिटिक परिवर्तन
β टाइटेनियम मिश्र धातुओं की अति लोच आमतौर पर प्रतिवर्ती तनाव प्रेरित मार्टेंसिटिक परिवर्तन के कारण होती है, अर्थात,शरीर-केंद्रित घन जाली संरचना के β चरण जब तनाव लोड किया जाता है rhombic जाली संरचना के α" चरण में बदल जाता हैअनलोडिंग के दौरान, α" चरण β चरण में बदल जाता है और तनाव ठीक हो जाता है।शरीर-केंद्रित घन संरचना के β चरण को "ऑस्टेनिट" और रोम्बिक संरचना के α चरण को "मार्टेंसाइट" कहा जाता हैमार्टेंसिटिक चरण संक्रमण का आरंभिक तापमान, मार्टेंसिटिक चरण संक्रमण का अंतिम तापमान,ऑस्टेनाइट चरण संक्रमण का आरंभिक तापमान और ऑस्टेनाइट चरण संक्रमण का अंतिम तापमान Ms द्वारा व्यक्त किया जाता है, Mf, As और Af, और Af आमतौर पर Ms से कई केल्विन से दशकों केल्विन अधिक होता है।तनाव प्रेरित मार्टेंसिटिक परिवर्तन के साथ β टाइटेनियम मिश्र धातु के लोडिंग और अनलोडिंग प्रक्रिया चित्र 1 में दिखाया गया हैसबसे पहले β चरण का एक लोचदार विकृति होता है,जो शियर के रूप में α" चरण में बदल जाता है जब लोड मार्टेंसिटिक चरण संक्रमण को प्रेरित करने के लिए आवश्यक महत्वपूर्ण तनाव (σSIM) तक पहुंचता हैजैसे-जैसे भार बढ़ता है, मार्टेंसिटिक चरण संक्रमण (β→α") तब तक जारी रहता है जब तक कि मार्टेंसिटिक चरण संक्रमण के अंत (या अंत) के लिए आवश्यक तनाव तक नहीं पहुंच जाता है,और फिर α" चरण के लोचदार विरूपण होता हैजब भार β चरण फिसलने के लिए आवश्यक महत्वपूर्ण तनाव (σCSS) से अधिक बढ़ जाता है, तो β चरण का प्लास्टिक विरूपण होता है।ए" चरण और β चरण के लोचदार वसूली के अलावा, α"→β चरण संक्रमण भी तनाव वसूली का कारण बनता है। मिश्र धातु का सुपरलेस्टिक या आकार स्मृति प्रभाव चरण संक्रमण तापमान और परीक्षण तापमान के बीच संबंध पर निर्भर करता है।.जब Af परीक्षण तापमान से थोड़ा कम होता है, तो लोडिंग के दौरान तनाव से प्रेरित α चरण को अनलोडिंग के दौरान α →β चरण संक्रमण होता है।और तनाव प्रेरित चरण संक्रमण के अनुरूप तनाव पूरी तरह से ठीक हो सकता है, और मिश्र धातु सुपरलेस्टिकता प्रदर्शित करता है। जब परीक्षण तापमान As और Af के बीच होता है, तो α चरण का एक हिस्सा अनलोडिंग के दौरान β चरण में बदल जाता है,और तनाव-प्रेरित चरण संक्रमण के अनुरूप तनाव बरामद किया जाता हैयदि मिश्र धातु को Af से ऊपर गर्म किया जाता है, तो शेष α" चरण β चरण में बदल जाता है, चरण संक्रमण तनाव पूरी तरह से बहाल हो जाता है,और मिश्र धातु कुछ आकार स्मृति प्रभाव प्रदर्शित करता हैजब परीक्षण तापमान As से कम होता है, तो तनाव-प्रेरित मार्टेंसिटिक परिवर्तन तनाव परीक्षण तापमान पर स्वचालित रूप से बहाल नहीं होता है, और मिश्र धातु में सुपरलचीलापन नहीं होता है।हालांकि, जब मिश्र धातु को Af से ऊपर गर्म किया जाता है, तो चरण परिवर्तन तनाव पूरी तरह से बहाल हो जाता है, और मिश्र धातु आकार स्मृति प्रभाव प्रदर्शित करती है।