اثر هندسه پين بر ريزساختار و خواص مكانيكي كامپوزيت‌ هاي سطحي HA-Ti توليد شده به روش FSP

مقدمه: تيتانيوم و هيدروكسي آپاتيت (HA) به طور گسترده در صنايع مختلف به ويژه پزشكي و ايمپلنت‌ها استفاده مي‌شوند. در اين ميان، فرآيند جوشكاري اصطكاكي اغتشاشي (FSP) يكي از بهترين روش ها براي ساخت كامپوزيت هاي سطح Ti/HA است. روش: اين تحقيق به طور خاص به بررسي تأثير هندسه پين در فرايند FSP بر ريزساختار و خواص مكانيكي كامپوزيت‌هاي سطحي Ti/HA مي‌پردازد. در اين راستا از پارامترهاي فرايند شامل پين‌هاي مثلثي، مربعي، و مخروط ناقص و سرعت‌هاي دوراني rpm 1150 و 1250 و سرعت خطي 30 و 45 ميلي‌متر در دقيقه استفاده شد. مشخصه‌يابي كامپوزيت‌هاي سطحي Ti/HA با كمك FESEM، آزمون پراش اشعه ايكس، تحليل طيف سنج پراكندگي انرژي (EDS) و آزمون كشش انجام شد. يافته ها: نتايج بررسي ريزساختار نشان داد كه هندسه پين به شكل مثلثي سبب عدم امتزاج پودر HA در بستر تيتانيوم مي‌شود. همچنين مشخص شد كه در سرعت دوراني بالاتر، در پين‌هاي مربعي و مخروطي ناقص، به دليل كاهش نقص‌ها مانند حفره‌ها و ترك‌ها، امتزاج به ميزان بيشتري رخ مي‌دهد. مقادير استحكام كشش نهايي براي پين مربعي با سرعت خطي mm/min 30 و 45 به ترتيب 772 و 605 مگاپاسكال، و در پين مخروطي ناقص با سرعت خطي mm/min 30 و 45 به ترتيب 894 و 747 مگاپاسكال به دست آمد. بنابراين مشخص شد كه استحكام كششي نهايي با افزايش سرعت خطي، در هر دو هندسه پين مربعي و مخروط ناقص كاهش مي‌يابد و همواره استحكام كششي نهايي در نمونه‌هاي FSPشده با پين مخروطي بيشتر از پين مربعي است. نتيجه گيري: اين نتايج نشان مي‌دهند كه پارامترهاي فرايند به طور قابل توجهي بر خواص مكانيكي قطعه تأثيرگذار است.