Ta študija se ukvarja z numerično analizo procesa strjevanja binarne zlitine NiTi na laboratorijski napravi za kontinuirano litje. Fizikalni medij smo obravnavali kot nestisljivo tekočino, kjer se toplota prenaša s kondukcijo in konvekcijo, vključno s pojavom toplotnih faznih premen. Oblikovali smo model z energijsko enačbo, ki vključuje prenos toplote s konvekcijo-difuzijo in poltrdno območje faznih premen (strjevanja) s pomočjo formulacije, ki temelji na entalpiji. Numerični pristop temelji na metodi končnih volumnov s telesnimi koordinatami in preprosto shemo za združitev tlačnega in hitrostnega polja. Rezultati so predstavljeni po temperaturnem polju za različne hitrosti ulivanja, kakor tudi po masnih frakcijah NiTi pri procesu strjevanja. Rezultati kažejo, da ima hitrost ulivanja velik vpliv na porazdelitev temperature in posledično na strjevanje ter metalurško dolžino. Visoke hitrosti ulivanja lahko povzročijo nezadostno debelino strjenega materiala na izhodu kokile, ki bi zdržal hidrostatični tlak staljenega NiTi pod kokilo, lahko pa tudi vodi do zloma zaradi lepljenja strjene lupine s kokilo zaradi pomanjkanja filma žlindre, potrebnega za mazanje.
COBISS.SI-ID: 19771158
Superelastične (SE) in toplotno-aktivirane (TA) žice v obliki loka, proizvedene iz ekvimolarnega nikelj-titana (NiTi) se vsak dan uporabljajo v ortodontski praksi. Namen naše raziskave je bil ugotoviti in primerjati citokompatibilnost med dvema SE (Rematitan in TruFlex) in dvema TA žicama (Equire in TruFlex), na osnovi hipoteze, ki do sedaj ni bila testirana, da razlike v izdelavi in mikrostrukturi žic lahko vplivajo na njihovo biokompatibilnosti. Žice smo preučevali v izvirnem stanju, in po 35 dneh v pripravljalnem mediju celičnih kultur pod statičnimi pogoji. Ugotovili smo, da so vse žice necitotoksične za L929 celice pri testu neposrednega stika (6cm2 površine/ml medija), pri tem so do 30% zavirale proliferacijo (presnovno aktivnost) celic. SE žice so imele pri tem močnejši zaviralni učinek. Pripravljalni medij (CM) žic je deloval z nižjo stopnjo zaviranja. Vse žice lahko upoštevamo kot necitotoksične v skladu z veljavnimi standardi ISO. Rematitan SE je v izvirnem stanju in po izpostavitvi mediju v neposrednem stiku induciral apoptozo podganjih timocitov. V nasprotju s tem pa sta TruFlex SE in Equire TA povečala proliferacijo timocitov. Citotoksični učinek Rematitan SE na timocite se je ujemal s povišanim sproščanjem ionov niklja v CM, z višjo koncentracijo Ni na površini in s povečano debelino oksidnega sloja po izpostavitvi mediju. Zaključimo lahko, da je neposreden stik bolj pomemben za oceno citokompatibilnosti kot uporaba korozijskih produktov za NiTi žice. Nov test občutljivosti timocitov je lahko pomemben za preverjanje citotoksičnosti, v tem kontekstu pa je bil Rematitan SE manj citokompatibilen od drugih žic.
COBISS.SI-ID: 19654422
V tem prispevku predstavljamo raziskavo, ki je povezana z izvedbo niza eksperimentov vakuumskega pretaljevanja in sočasnega kontinuirnega vertikalnega litja NiTi zlitine s ciljem odliti palico. Teoretično izbrani parametri so omogočili, da smo uspeli odliti kontinuirano NiTi palico s premerom 11 mm. Dobljeno mikrostrukturo palice smo raziskali s svetlobnim in vrstičnim elektronskim mikroskopom, kemijsko sestavo posameznih faz pa smo identificirali s semi-kvantitativno mikro-kemično analizo Energijsko disperzijsko spektrometrijo in Optičnim emisijskim spektrometrom z induktivno sklopljeno plazmo. Preiskave so pokazale, da je mikrostruktura dendritska, v meddendritskem prostoru se najverjetneje nahaja evtektik sestavljen iz temne NiTi faze in svetle TiNi3-x faze. Mestoma smo identificirali tudi Ti karbide in fazo bogato s Fe. Mikro-kemična analiza NiTi palice je odkrila, da se sestava spreminja po prerezu in po dolžini, kar nakazuje, da je zlitina nehomogena. V zaključnem delu smo primerjali elektrokemijsko obnašanje vzorcev NiTi palice s komercialno dostopno NiTi valjano zlitino enake sestave.
COBISS.SI-ID: 20059926
Bolniki z višjim indeksom telesne mase, zdravljenih s popolnoma modularnim THA iz Ti-zlitine imajo povečano tveganje za katastrofalno okvaro naprave. Ortopedski kirurgi se morajo izogibati uporabi dolgih vratov kadar je to mogoče, saj so takšni še posebej nagnjeni k razvoju začaranega kroga, ki se začne s procesom fretinga in korozijo špranje pri stožčasti povezavi, kar vodi do nastanka in rasti razpoke, katero pospeši občutljivost Ti-zlitine v bioloških medijih, čemur sledi zlom na tipičnem mestu. Serum Ti koncentracija lahko predstavlja grobo oceno razgradnje, tako je bolnike s povišano ravnijo potrebno na to opozoriti in ustrezno ukrepati.
COBISS.SI-ID: 20099094
Delo obravnava strjevanje NiTi zlitine s pomočjo numerične simulacije. Zlitina je obravnavana kot nestisljiva tekočina s spremenljivimi (temperaturno odvisnimi) fizikalnimi lastnostmi, kjer se toplota prenaša s prevajanjem in prestopom, vključno s pojavom fazne spremembe. Numerično modeliranje fazne spremembe je izvedeno z izboljšanim pristopom, imenovanim formulacija entalpija-poroznost. Pri tem pristopu je območje vmesnega faznega stanja tekoče-trdno obravnavano kot porozno območje s poroznostjo, ki je enaka deležu tekoče faze. Numerični model temelji na metodi končnih volumnov, pri čemer sta tlačno in hitrostno polje povezana s SIMPLER algoritmom. V rezultatih so predstavljeni hitrostno in temperaturno polje, kakor tudi deleži posameznih faz NiTi zlitine med procesom strjevanja.
COBISS.SI-ID: 18864150