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Ti-Nb-Zr पतली परत के चरण स्थिरता और यांत्रिक गुणों पर संरचना निर्भरता

मुंखबयार बातरसुख

समस्या का विवरण: आकार स्मृति मिश्र धातुओं का उपयोग आमतौर पर विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए किया जाता है, जैसे, एयरोस्पेस, ऑटोमोटिव, रोबोटिक्स और बायोमेडिकल। Ti-Ni मिश्र धातुओं का आज तक बायोमेडिकल उपयोगों के लिए बड़े पैमाने पर उपयोग किया गया है, लेकिन यह बताया गया है कि शुद्ध Ni एक विषैला तत्व है और Ni-अतिसंवेदनशीलता का कारण बनता है। β-प्रकार के टाइटेनियम मिश्र धातुओं ने अपनी कम कठोरता, अच्छे संक्षारण प्रतिरोध और जैव-संगतता के कारण बायो-मेडिकल के लिए ध्यान आकर्षित किया। इस अध्ययन का उद्देश्य β Ti-Nb-Zr पतली फिल्मों की चरण स्थिरता और यांत्रिक गुणों पर Zr तत्वों की निर्भरता को जोड़ना है।

विधि: मैग्नेट्रॉन स्पटरिंग विधि द्वारा पतली फिल्मों पर Ti-Nb-(3.6-12.7)Zr तैयार किया गया। पतली फिल्मों की संरचनाओं का विश्लेषण EDS और SEM द्वारा किया गया। चरण गठन की पुष्टि XRD द्वारा की गई। Ti-Nb-Zr पतली फिल्म नमूनों के यांत्रिक गुणों की जांच नैनोइंडेंटेशन परीक्षण द्वारा की गई। डी-इलेक्ट्रॉन मिश्र धातु सिद्धांत नियंत्रित यंग मापांक के साथ टाइटेनियम मिश्र धातु डिजाइन करने की एक प्रभावी विधि है।
परिणाम: अतिरिक्त Zr सामग्री त्रिक मिश्र धातु में क्रिस्टलोग्राफिक रूप से नहीं बदलती है, मिश्र धातु में α और β चरण दिखाई देते हैं। Ti-Nb-3.6Zr और Ti-Nb-5.6Zr पतली फिल्मों में छिद्रपूर्ण संरचनाएं देखी गईं। अतिरिक्त Zr सामग्री के साथ त्रिक मिश्र धातु में यंग मापांक 94.65 Gpa से घटकर 79.78 Gpa हो गया।

निष्कर्ष: टाइटेनियम मिश्रधातुओं में α और β दोनों चरणों को स्थिर करने के लिए Zr को जोड़ने से TiNbZr मिश्रधातु में α चरणों के निर्माण पर कोई खास प्रभाव नहीं पड़ता है। थोक में, छिद्रपूर्ण संरचना को नियंत्रित करने के लिए, सिंटरिंग विधि में स्पेस होल्डर (NH4CO3) का उपयोग किया जाता है। वर्तमान में, हम संरचना पर निर्भर छिद्रपूर्ण संरचना की अपेक्षा करते हैं। यंग के मापांक के परिणाम ने त्रिगुट मिश्रधातु के लिए डी-इलेक्ट्रो मिश्रधातु सिद्धांत की पुष्टि की। हालांकि, त्रिगुट पतली फिल्मों (80-95 Gpa) का यंग का मापांक द्विगुट मिश्रधातु (108-123Gpa) से कम है।