মেডিকেল TC4ELI টাইটানিয়াম খাদ প্লেটের ত্রুটি বিশ্লেষণ

বিমূর্ত: একটি নির্দিষ্ট মেডিকেল TC4ELI টাইটানিয়াম অ্যালয় প্লেটে লো-ম্যাগনিফিকেশন পরিদর্শনের সময় অনুপ্রবেশকারী উজ্জ্বল ব্যান্ড ত্রুটি পাওয়া গেছে। মেটালোগ্রাফিক পরীক্ষা, স্ক্যানিং ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপ বিশ্লেষণ, শক্তি বর্ণালী বিশ্লেষণ এবং কঠোরতা পরীক্ষার মাধ্যমে ত্রুটির ধরন এবং কারণগুলি বিশ্লেষণ করা হয়েছিল। ফলাফল এটি দেখায় যে এই ত্রুটিটি একটি টাইটানিয়াম-সমৃদ্ধ + ইন্টারস্টিশিয়াল উপাদান বিভাজন ত্রুটি, যা টাইটানিয়াম স্পঞ্জের অসম কণার আকার এবং টাইটানিয়াম খাদ ইঙ্গটগুলির উত্পাদন প্রক্রিয়া চলাকালীন মধ্যবর্তী খাদ মিশ্রণের অসম বন্টনের কারণে ঘটে। কাঁচামাল এবং গন্ধ প্রক্রিয়া নিয়ন্ত্রণ করে এই ত্রুটি কমাতে বা দূর করার পরামর্শ দেওয়া হয়। ত্রুটি

TC４ইএলআই টাইটানিয়াম অ্যালয় একটি মেডিকেল সার্জিক্যাল ইমপ্লান্টে পরিণত হয়েছে এর ভালো জৈব সামঞ্জস্যতা, কম ইলাস্টিক মডুলাস, কম ঘনত্ব, ভালো অ্যান্টি-জারোশন বৈশিষ্ট্য, অ-বিষাক্ততা, উচ্চ ফলন শক্তি, দীর্ঘ ক্লান্তি জীবন, রুমে বড় প্লাস্টিকতার কারণে তাপমাত্রা, এবং সহজ গঠন। চিকিৎসা ডিভাইসের জন্য একটি আদর্শ উপাদান [1-2]। মেডিকেল TC4ELI টাইটানিয়াম অ্যালয় প্লেটগুলি প্রধানত মাথার খুলি মেরামত, হাড়ের গ্রাফটিং ইত্যাদিতে ব্যবহৃত হয়, যার শক্তি, ক্লান্তি জীবন, প্লাস্টিকতা ইত্যাদির জন্য উচ্চতর প্রয়োজনীয়তা রয়েছে৷ GB/T 13810-2017"সার্জিক্যাল ইমপ্লান্টেশন টাইটানিয়াম এবং টাইটানিয়াম অ্যালয় প্রক্রিয়াকরণ চিকিৎসা ব্যবহারের জন্য উপকরণ», যদি ইমপ্লান্ট পণ্যগুলিতে ব্যবহৃত টাইটানিয়াম খাদ উপকরণগুলির নিম্ন-বিবর্ধন কাঠামোতে পৃথকীকরণ, ধাতব বা অ-ধাতুর অন্তর্ভুক্তি এবং অন্যান্য দৃশ্যমান ধাতব ত্রুটিগুলি পাওয়া যায়, তবে পণ্যগুলির ব্যাচ অযোগ্য বলে বিবেচিত হবে। কাঠামোর মধ্যে টাইটানিয়াম খাদ উপকরণের অসম মাইক্রো-অঞ্চল রচনার প্রকাশ। মেডিকেল TC4ELI প্লেট একটি + টাইপ দুই-ফেজ টাইটানিয়াম খাদ। যদি এর মাইক্রো-অঞ্চল গঠন অসম হয়, তবে এটি ম্যাক্রো এবং মাইক্রোস্ট্রাকচারে অস্বাভাবিকতা সৃষ্টি করবে, যা অস্বাভাবিকতার দিকে পরিচালিত করবে। স্বাভাবিক এলাকা এবং স্বাভাবিক এলাকার মধ্যে কঠোরতার একটি উল্লেখযোগ্য পার্থক্য রয়েছে, যা টাইটানিয়াম খাদ উপাদানের অসম সামগ্রিক কর্মক্ষমতার দিকে পরিচালিত করবে, যার ফলে উপাদান শক্তি, ক্লান্তি জীবন এবং প্লাস্টিকতা হ্রাস পাবে এবং শেষ পর্যন্ত প্রাথমিক উপাদান ব্যর্থতার দিকে পরিচালিত করবে [{{ 13}}]।

একটি নির্দিষ্ট মেডিকেল TC4ELI টাইটানিয়াম অ্যালয় প্লেটের কম-বিবর্ধন পর্যবেক্ষণের সময়, প্রায় 5 মিমি প্রস্থের একটি অস্বাভাবিক ব্যান্ড-আকৃতির এলাকা পাওয়া গেছে। যখন এটির একটি অংশ আটকানো হয় এবং কম-বিবর্ধনে পর্যবেক্ষণ করা হয়, তখন দেখা যায় যে ব্যান্ড-আকৃতির এলাকাটি একটি উজ্জ্বল ব্যান্ড। ত্রুটির ধরন সঠিকভাবে নির্ণয় করার জন্য, ত্রুটি সনাক্ত করা প্রয়োজন। লেখক কারণগুলি পরীক্ষা ও বিশ্লেষণ করেছেন।

1 শারীরিক এবং রাসায়নিক পরীক্ষা
1.1 মেটালোগ্রাফিক পরীক্ষা
অবজারভার ব্যবহার করুন। AIM-টাইপ ZEISS মেটালোগ্রাফিক মাইক্রোস্কোপটি TC4ELI টাইটানিয়াম অ্যালয় প্লেটের উজ্জ্বল ব্যান্ড এলাকা এবং স্বাভাবিক এলাকার মেটালোগ্রাফিক পরীক্ষা পরিচালনা করতে ব্যবহৃত হয়েছিল। যেমন চিত্র 2 থেকে দেখা যায়, উজ্জ্বল ব্যান্ড এলাকা হল একটি একক-ফেজ ইকুয়াক্সড কাঠামো, যা বিভাজন-সদৃশ কাঠামোগত বৈশিষ্ট্যগুলি দেখায়, যখন সাধারণ এলাকা হল একটি সাধারণ TC4ELI টাইটানিয়াম মিশ্রণের কাঠামোতে যা + দুই-ফেজ অঞ্চলে প্রক্রিয়া করা হয়, সমস্ত মূল শস্যের সীমানা সম্পূর্ণরূপে ভাঙ্গা, তাই এটি নির্ধারণ করা যেতে পারে যে উজ্জ্বল ব্যান্ড এলাকাটি একটি পৃথকীকরণ ত্রুটি।

1.2 স্ক্যানিং ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপি বিশ্লেষণ
JSMG6700 কোল্ড ফিল্ড ইমিশন স্ক্যানিং ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপ (SEM) ব্যবহার করা হয়েছিল উজ্জ্বল ব্যান্ড এলাকা এবং TC4ELI টাইটানিয়াম অ্যালয় প্লেটের স্বাভাবিক ক্ষেত্রটির রূপবিদ্যা বিশ্লেষণ করতে। চিত্র 3 থেকে দেখা যায়, উজ্জ্বল ব্যান্ড এলাকায় একক-ফেজ ইকুয়াক্সড কাঠামো পরিষ্কার, এবং স্বাভাবিক এলাকা দেখায় + দুই-ফেজ এলাকার প্রক্রিয়াকৃত কাঠামোর বৈশিষ্ট্যগুলি ধাতব পরীক্ষার ফলাফলের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ, এবং এটি আরও নির্ধারিত হয় যে উজ্জ্বল ব্যান্ড এলাকাটি একটি পৃথকীকরণ ত্রুটি।

1.3 শক্তি বর্ণালী বিশ্লেষণ
স্ক্যানিং ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপের সাথে সংযুক্ত এনার্জি স্পেকট্রোমিটার (EDS) টিসি 4ELI টাইটানিয়াম অ্যালয় প্লেটের উজ্জ্বল ব্যান্ড এলাকা এবং স্বাভাবিক এলাকায় মাইক্রো-কম্পোনেন্ট বিশ্লেষণ করতে ব্যবহৃত হয়েছিল। বিশ্লেষণের ফলাফলগুলি সারণী 1-এ দেখানো হয়েছে। এটি দেখা যায় যে সাধারণ এলাকায় ভ্যানডিয়ামের পরিমাণ প্রমিত মানের চেয়ে সামান্য বেশি। এছাড়াও, অন্যান্য উপাদানের বিষয়বস্তু GB/T 3620-এর প্রয়োজনীয়তার সাথে সম্মতি দেয়৷{4}} "টাইটানিয়াম এবং টাইটানিয়াম খাদ গ্রেড এবং রাসায়নিক রচনাগুলি"; উজ্জ্বল ব্যান্ড এলাকায় টাইটানিয়াম, অ্যালুমিনিয়াম এবং ভ্যানডিয়াম বিষয়বস্তু স্ট্যান্ডার্ড সীমার মধ্যে নেই, এবং সুস্পষ্ট টাইটানিয়াম সমৃদ্ধ বিষয়বস্তু রয়েছে। , অ্যালুমিনিয়ামে দরিদ্র এবং ভ্যানডিয়ামে দরিদ্র, এবং অক্সিজেন উপাদানের বিষয়বস্তু মান পরিসীমার উপরের সীমা, এটি বিচার করা হয় যে TC4ELI টাইটানিয়াম অ্যালয় প্লেটে টাইটানিয়াম-সমৃদ্ধ পৃথকীকরণ ত্রুটি রয়েছে।

1.4 কঠোরতা পরীক্ষা
টাইটানিয়াম সংকর ধাতুগুলির পৃথকীকরণকে হার্ড সেগ্রিগেশনে বিভক্ত করা যেতে পারে (সেগ্রিগেশন অংশের কঠোরতা স্বাভাবিক অঞ্চলের কঠোরতার চেয়ে বেশি, যা ভঙ্গুর বিচ্ছিন্নতা নামেও পরিচিত) এবং নরম বিভাজন (বিভাজন অংশের কঠোরতা কঠোরতার চেয়ে কম। স্বাভাবিক অঞ্চল) পৃথকীকরণ অংশ এবং স্বাভাবিক অঞ্চলের কঠোরতার মধ্যে পার্থক্য অনুসারে। নন-ব্রিটল সেগ্রিগেশন নামেও পরিচিত)। TC4ELI টাইটানিয়াম অ্যালয় প্লেটের উজ্জ্বল ব্যান্ড এলাকা এবং স্বাভাবিক এলাকায় মাইক্রো-ভিকারস কঠোরতা পরীক্ষা করা হয়েছিল। পরিমাপ করা ফলাফল যথাক্রমে 383HV এবং 327HV ছিল। এটি দেখা যায় যে উজ্জ্বল ব্যান্ড এলাকার কঠোরতা স্বাভাবিক এলাকার তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে বেশি। উজ্জ্বল ব্যান্ড এলাকায় পৃথকীকরণের ধরন হল ভঙ্গুর বিচ্ছিন্নতা[11]।
2 বিশ্লেষণ এবং আলোচনা
TC4ELI টাইটানিয়াম খাদ শীটের উজ্জ্বল ব্যান্ড এলাকা একটি পৃথকীকরণ ত্রুটি। এই ত্রুটি মধ্যবর্তী খাদ কণার অসম্পূর্ণ মিশ্রণ দ্বারা সৃষ্ট হয়। এটি একটি টাইটানিয়াম-সমৃদ্ধ পৃথকীকরণ, তবে এটি একটি সাধারণ টাইটানিয়াম-সমৃদ্ধ পৃথকীকরণ নয় কারণ টাইটানিয়াম-সমৃদ্ধ পৃথকীকরণ এলাকার কঠোরতা হওয়া উচিত এটি স্বাভাবিক এলাকার তুলনায় কম [12], এবং পৃথকীকরণ ত্রুটি এলাকার কঠোরতা ( TC4ELI টাইটানিয়াম খাদ শীটের উজ্জ্বল ব্যান্ড এলাকা) স্বাভাবিক এলাকার তুলনায় বেশি, যা আন্তঃস্থায়ী উপাদানগুলির পৃথকীকরণের বৈশিষ্ট্যগুলির সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ। ইন্টারস্টিশিয়াল উপাদানগুলি বিশেষভাবে অক্সিজেন, কার্বন এবং নাইট্রোজেনকে বোঝায়। উপাদান পৃথকীকরণ ত্রুটি এলাকায় অক্সিজেনের উচ্চ উপাদান এই ফলাফল যাচাই করে। ইন্টারস্টিশিয়াল উপাদানগুলির সমৃদ্ধি টাইটানিয়াম অ্যালয়গুলির বিটা ফেজ রূপান্তর তাপমাত্রা বৃদ্ধি করবে, আলফা ফেজ কঠোরতা বৃদ্ধি করবে এবং উপাদানটিকে ভঙ্গুর করে তুলবে। সংক্ষেপে, TC4ELI টাইটানিয়াম খাদ শীটগুলিতে পৃথকীকরণের ত্রুটির ধরন হল টাইটানিয়াম সমৃদ্ধ + আন্তঃস্থায়ী উপাদান পৃথকীকরণ।
এই পৃথকীকরণ ত্রুটির কারণ প্রধানত টাইটানিয়াম খাদ গলানোর প্রক্রিয়ার সাথে সম্পর্কিত। পৃথকীকরণ ত্রুটি ইতিমধ্যে ingots উত্পাদন গঠিত হয়েছে. বর্তমানে, চীনের টাইটানিয়াম খাদ উত্পাদন উদ্যোগগুলি সাধারণত তিন-পাস ভ্যাকুয়াম গলানোর উপযোগী বৈদ্যুতিক আর্ক ফার্নেস গলানোর পদ্ধতি গ্রহণ করে, যা ইলেক্ট্রোড প্রস্তুতির প্রক্রিয়া চলাকালীন পরিচালিত হয়। অনুপযুক্ত ব্যবহার সহজেই ধাতু দূষণ বা অবাধ্য অক্সাইড এবং নাইট্রাইড গঠনের দিকে পরিচালিত করতে পারে। কারেন্ট এবং ভোল্টেজের অনুপযুক্ত নির্বাচন গলনের প্রক্রিয়া চলাকালীন গলিত অঞ্চলটি তাপীয় ভারসাম্য অর্জনে ব্যর্থ হবে এবং গলিত পুলের গভীরতায় পরিবর্তন ঘটাবে, যার ফলে টাইটানিয়াম স্পঞ্জের অসম কণার আকার হবে। মাস্টার অ্যালয় মিশ্রণের অসম বন্টন উপাদানের স্থানীয় অঞ্চলে খাদ উপাদানগুলির সমৃদ্ধি এবং হ্রাস ঘটাবে, যার ফলে এই এলাকার ফেজ রূপান্তর বিন্দু বিচ্যুত হবে। পরবর্তী গরম প্রক্রিয়াকরণ প্রক্রিয়া চলাকালীন, এটি ধীরে ধীরে একটি অস্বাভাবিক কাঠামোতে বিকশিত হবে এবং পৃথকীকরণ ত্রুটি তৈরি করবে। [12G18]।
3 উপসংহার এবং পরামর্শ
TC4ELI টাইটানিয়াম খাদ শীটে টাইটানিয়াম সমৃদ্ধ + ইন্টারস্টিশিয়াল উপাদান বিভাজন ত্রুটি রয়েছে। এই ত্রুটিটি টাইটানিয়াম স্পঞ্জের অসম কণার আকার এবং টাইটানিয়াম খাদ ইঙ্গটগুলির উত্পাদন প্রক্রিয়ার সময় মধ্যবর্তী খাদ মিশ্রণের অসম বন্টনের কারণে ঘটে।
ইলেক্ট্রোড প্রস্তুতি এবং গলানোর প্রক্রিয়ার সময় ভোল্টেজ এবং কারেন্ট নির্বাচনের পাশাপাশি কাঁচামাল এবং মিশ্রণের নিয়ন্ত্রণকে শক্তিশালী করে এই জাতীয় ত্রুটিগুলি হ্রাস বা দূর করার পরামর্শ দেওয়া হয়।
তথ্যসূত্র:
[১] ইয়িন ডংফাং, হুয়াং ইফেই। মেডিকেল টাইটানিয়াম অ্যালয়েসের জৈব সামঞ্জস্যের উপর গবেষণা [জে]। মেডিকেল রিসার্চ জার্নাল, 2008, 37(10):96G97।
[2] লি জুন, ওয়েই জিয়ানহুয়া, ঝাং ইউমেই, ইত্যাদি। নতুন মেডিকেল টাইটানিয়াম অ্যালয়েসের জৈব সামঞ্জস্যতা মূল্যায়ন [জে]। জার্নাল অফ প্র্যাকটিক্যাল স্টোমাটোলজি, 2010, 26(5): 636G640।
[৩] ওয়াং ওয়েইমিন, লিন শাওহুয়া, কাও জিমিন, ইত্যাদি। মেডিকেল টিসি 4 অ্যালয় রডের মাইক্রোস্ট্রাকচারের উপর তাপ প্রক্রিয়াকরণ প্রযুক্তির প্রভাব[জে]। টাইটানিয়াম ইন্ডাস্ট্রি প্রোগ্রেস, 2012, 29 (3): 14G18।
[৪] ওয়াং ওয়েইমিন, লিন শাওহুয়া, লি লেই, ইত্যাদি। সার্জিক্যাল ইমপ্লান্টের জন্য Ti6Al4V (ELI) অ্যালয় রডের রচনা, গঠন এবং যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য [J]। চীনা জার্নাল অফ ননফেরাস মেটাল, 2010, 20(S1): 555G559।
[৫] ইউ ঝেনতাও, ইউ সেন, ঝাং মিনগুয়া, ইত্যাদি। সার্জিক্যাল ইমপ্লান্টের জন্য নতুন মেডিকেল টাইটানিয়াম খাদ উপকরণের নকশা, বিকাশ এবং প্রয়োগের বর্তমান অবস্থা এবং অগ্রগতি [জে]। চায়না মেটেরিয়ালস প্রোগ্রেস, 2010, 29(12):35G51।
[৬] মা সিকুন, ইউ ঝেনতাও, নিউ জিনলং, এবং অন্যান্য। নতুন বায়োমেডিকাল টাইটানিয়াম অ্যালয়গুলির গঠন এবং বৈশিষ্ট্যগুলির উপর গবেষণার অগ্রগতি [জে]। বায়োমেডিকেল ইঞ্জিনিয়ারিং অ্যান্ড ক্লিনিক, 2013, 17(6):610G615।
[7] বাই পেংফেই, মিন জিয়াওহুয়া, তাও জিয়াওজি, ইত্যাদি। মেডিকেল TC4 টাইটানিয়াম খাদ রডগুলির মাইক্রোস্ট্রাকচার নিয়ন্ত্রণ এবং ইউ-আকৃতির পেরেক সংকোচনের কার্যকারিতা[জে]। ভৌত এবং রাসায়নিক পরীক্ষা (পদার্থবিজ্ঞানের ভলিউম), 2013, 49(2):117-118।
[৮] লি রং, ওয়েই ডং, জু লু, এবং অন্যান্য। অস্ত্রোপচার ইমপ্লান্টেশনের জন্য TA3 টাইটানিয়াম খাদ হাড়ের প্লেটের ফ্র্যাকচার ব্যর্থতা বিশ্লেষণ [জে]। ভৌত ও রাসায়নিক পরীক্ষা (পদার্থবিদ্যা), 2016, 52 (12): 897G899।
[৯] ওয়েই ফেনরং, ফ্যান ইয়াজুন, ওয়াং হাই, ইত্যাদি। মেরুদণ্ডের শীর্ষ তারের জন্য TiG6AlG4VELI টাইটানিয়াম খাদের বৈশিষ্ট্য নিয়ে গবেষণা। থার্মাল প্রসেসিং টেকনোলজি, 2014, 43(4):98G 102।
[১০] Li Hui, Qu Hennglei, Zhao Yongqing, ইত্যাদি TiG6AlG4V ELI অ্যালয় শীটের মাইক্রোস্ট্রাকচার এবং যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যের উপর গবেষণা। টাইটানিয়াম ইন্ডাস্ট্রি প্রগ্রেস, 2005, 22(6):24G27।
[১১] ঝাং লি, শেন লিয়াং, লি রুইওয়েন, এট আল। VG5CrG5Ti খাদ [J] এর টাইটানিয়াম-সমৃদ্ধ ফেজ বৃষ্টিপাত অঞ্চলের মাইক্রোস্কোপিক ভিকারের কঠোরতা পরীক্ষা। ভৌত ও রাসায়নিক পরীক্ষা (পদার্থবিদ্যা ভলিউম), 2014, 50(9): 651G654।
[12] তিনি চুনিয়ান, ঝু জিয়ানওয়েন, ঝু কাংপিং। সাধারণ পৃথকীকরণ ত্রুটির বিশ্লেষণ - দুই-ফেজ টাইটানিয়াম খাদ রড [জে]। ভৌত এবং রাসায়নিক পরীক্ষা (পদার্থবিদ্যা), 2013, 49(4): 247G250।
[১৩] ঝাং লিজুন, হি চুনিয়ান, জু জিয়াংই, ইত্যাদি। টাইটানিয়াম খাদ[জে] এর ধাতব ত্রুটির উদাহরণ বিশ্লেষণ। ভৌত ও রাসায়নিক পরীক্ষা (পদার্থবিদ্যা ভলিউম), 2013, 49(12): 819G822, 826.
[14] Cai Jianming, Zhang Wangfeng, Li Zhenxi, ইত্যাদি। TC11 টাইটানিয়াম খাদ ব্লেডের উপর উজ্জ্বল এবং গাঢ় স্ট্রাইপের বৈশিষ্ট্য এবং নিয়ন্ত্রণ[J]। ম্যাটেরিয়াল ইঞ্জিনিয়ারিং, 2005, 33(1): 16G19।
[১৫] লিউ জুন, তাং গুয়াংপিং, ইয়াং গুইঝু। TC4 টাইটানিয়াম খাদ বারে উজ্জ্বল স্ট্রিক ত্রুটির বিশ্লেষণ [জে]। ভৌত ও রাসায়নিক পরীক্ষা (পদার্থবিদ্যা), 2011, 47(10): 646G 648।
[১৬] উ জুনফেং। TC11 টাইটানিয়াম খাদ রড ক্র্যাকিং কারণের উপর বিশ্লেষণ [J]. ভৌত এবং রাসায়নিক পরীক্ষা (পদার্থবিজ্ঞানের ভলিউম), 2012, 48(5): 331-333।
[১৭] ঝু মিংদে, শেন ইনুও। উচ্চ-শক্তি টাইটানিয়াম খাদ বোল্টের ফ্র্যাকচার ব্যর্থতার বিশ্লেষণ [জে]। ভৌত এবং রাসায়নিক পরীক্ষা (পদার্থবিদ্যা ভলিউম), 2008, 44(8): 446G450।
[১৮] শি জিয়াওলি, কিউই ফেংজুন, মু ইং, এট আল। নিকেল-টাইটানিয়াম তারের ভাঙ্গনের কারণগুলির বিশ্লেষণ [জে]। ভৌত এবং রাসায়নিক পরীক্ষা (পদার্থবিদ্যা ভলিউম), 2018, 54(11):829G832।