بررسي اثر دماي زينترينگ و درصد پودر TiH2 افزوده شده بر مرفولوژي تخلخل ها و خواص مكانيكي تيتانيم متخلخل تهيه شده به روش پرس پودر

Investigation of sintering temperature and amount of TiH2 on porosity structure and mechanical properties of porous titanium produced via powder pressing

تيتانيم متخلخل داراي خواص مطلوبي نظير مقاومت به خوردگي بالا، زيست سازگاري مناسب، و مدول الاستيك پايين مي باشد به همين دلايل از آن براي ساخت كاشتني هاي بكار رونده در بافت استخواني استفاده مي شود. در اين تحقيق توليد تيتانيم متخلخل خالص به روش متالورژي پودر با استفاده از روش پرس فشار كم و زينتر پودرهاي تيتانيم خالص و پودر هيدريد تيتانيم مورد بررسي قرار گرفته است و اثر افزودن پودر TiH2 و دماي زينترينگ بر خواص نمونه ها بررسي شده است. بدين منظور از 3 نوع مخلوط پودري شامل سه تركيب پودر تيتانيم خالص حاوي 0 و 20 و 40 درصد TiH2 استفاده شد. از پرس سرد تك محوره با نيروي 1 تن براي ساخت نمونه هاي استفاده گرديد. سپس نمونه ها در دماهاي 800 تا 1300 درجه سانتيگراد به مدت 150 دقيقه تحت عمليات زينتر قرار گرفتند. از كيت ارشميدس، ميكروسكوپ نوري و الكتروني، آزمايش فشار براي شناسايي و بررسي نمونه هاي متخلخل استفاده شد. نتايج حاكي از اين بود كه با افزايش دما و درصد TiH2 درصد تخلخل كلي نمونه ها، اندازه تخلخل ها و به هم پيوستگي آنها كاهش و ميزان مدور بودن تخلخل ها افزايش پيدا كرد. نتايج آزمايش فشار نيز نشان داد كه با افزايش دماي زينترينگ و افزايش درصد پودر TiH2 استحكام تسليم افزايش مي يابد.

Porous titanium and titanium alloys products are proper to use as implants which because of good properties such as high corrosion resistance, good biocompatibility, high strength to weight ratio and low elastic modulus. Porosity induces a decrease in elastic modulus and an increase of bioactivity. In present work, porous specimens of pure titanium were produced via conventional powder metallurgy route by applying low pressure. The influence of TiH2 Powder addition and sintering temperature on some properties of samples was investigated. The amount of TiH2 powder was used in the range of 0-40 weight percent. The powders were compacted uniaxially under a pressure of 88 MPa. The green compacts were sintered at various temperatures between 800- 1300 oC for 150 minutes. For evaluating the amounts of total and open porosities were determined by Archimedes principle. The porosity morphology and microstructures of specimens were examined using optical and electron microscopy. Referring to results, the increasing of sintering temperature and amount of TiH2 in specimens leads to decrease in the amount of total porosity, the size and interconnectivity of pores decrease. Compression test results showed that increasing temperature and amount of TiH2 cause to increasing of yield strength. As a result with 40%TiH2 and sintering in 1300 oC, the yield strength of specimens equal to 381.04 MPa.