REPOZITORIJ > REZULTATI

Povzetek

Obstoječe tehnike izdelave komercialno dostopnega Nitinola (50Ni50Ti) so številne, zahtevne in zamudne. Na osnovi tega dejstva je bil namen doktorske disertacije izdelati NiTi zlitino v obliki palice s čim manjšim premerom in to v enem koraku z uporabo vakuumskega indukcijskega pretaljevanja in kontinuirnega litja. V teh okvirih je bilo potrebno zadostiti nekaterim zahtevam, ki so povezane z doseganjem kemijske sestave in končnih lastnosti odlite Niti palice in to je → da so le-te čim bolj podobne Nitinolu. S poglobljenimi študijami in s številnimi izvedenimi eksperimenti smo uspeli izdelati 3 m dolgo NiTi palico s premerom 11.5 mm. Ugotovili smo, da so optimalni parametri med pretaljevanjem in litjem sledeči: 1450 °C temperature taljenja, korak 8 mm, 0,5 s waiting time and hitrost ohlajanja kokile 26 l/min.
Kemijska sestava odlite NiTi palice je bila določena z XRF metodo in semi-kvantitativno EDX analizo. Rezultati kažejo nekatere deviacije od zahtevane sestave (± 15%), kar bi lahko pripisali ne-optimalni tehniki izdelave oziroma merilni napaki pri izbranih metodah. Mikrostruktura NiTi palice je bila raziskana z optično in elektronsko mikroskopijo. V mikrostrukturi ni bilo opaziti vidnih makro-razpok ali drugih vrst poroznosti. Natančnejši pregled mikrostrukture je odkril dendritski karakter, kjer je bila v dendritih identificirana faza NiTi, v med-dendritskem prostoru pa fazi NiTi3 in NiTi. Zaradi stika med ton-grafitnim loncem, ki vsebuje ogljik in talino niklja in titana so pri visoki temperaturi (˃ 1450OC) nastali posamezni vključki titanovega karbida. V nadaljevanju smo določili mehanske lastnosti (trdota, natezna, tlačna in upogibna trdnost) odlite NiTi palice. Meritve mehanskih lastnosti so pokazale, da je lita NiTi palica trda (˃ 550 HV). Na osnovi nateznega, tlačnega in upogibnega preizkusa pa smo ugotovili, da je NiTi palica krhka zaradi specifike zloma, saj se nahaja le v elastičnem področju krivulje napetost-raztezek. Ker krivulja ne prehaja v plastično področje, je NiTi palico nemogoče deformacijsko utrjevati. Dobljeno palico nitinola bi bilo potrebno homogenizacijsko žariti.
Osnovni namen NiTI palice je uporaba za dentalne namene, za to je bilo potrebno izvesti nekatere teste, ki so potrebni pri biomaterialih. Nitinol tvori na zraku ali v tekočinah tanko zaščitno oksidno plast, ki sestoji iz TiO2 in na ta način preprečuje nadaljnjo korozijo. Na NiTi palico in komercialno dostopni Nitinol smo s pomočjo tehnike nanosa atomskih plasti nanesli tanko plast titanovega oksida (50 nm). Tako modificiranim in nemodificiranim vzorcem smo določili biokompatibilno tanko plast v kontaktu s HUVEC celicami in njihove korozijske lastnosti v fiziološki raztopini. Vsi testi so bili narejeni pri telesni temperaturi. Rezultati testov biokompatibilnosti, kot tudi korozijske lastnosti kažejo, da ima NiTi palica slabše lastnosti od komercialno dostopnega Nitinola. V primeru, ko je bila na površino NiTi palice nanesena plast titanovega oksida, so se njena biokompatibilnost in korozijske lastnosti precej izboljšale.