Metallic biomaterials have been mainly used for the fabrication of medical devices for the replacement of hard tissue such as artificial hip joints, bone plates, and dental implants. Because they are very reliable on the viewpoint of mechanical performance. This trend is expected to continue. Especially, Ti and Ti alloys are bioinert. So, they do not chemically bond to the bone, whereas they physically bond with bone tissue. For their poor surface biocompatibility, the surface of Ti alloys has to be modified to improve the surface osteoinductivity. Recently, ceramic-like coatings on titanium, produced by plasma electrolytic oxidation (PEO), have been developed with calciumand phosphorus-enriched surfaces. A lso included the influences of coatings, which can accelerate healing and cell integration, as well as improve tribological properties. However, the adhesions of these coatings to the Ti surface need to be improved for clinical use. Particularly Silicon (Si) has been found to be essential for normal bone, cartilage growth and development. This hydroxyapatite, modified with the inclusion of small concentrations of silicon has been demonstrating to improve the osteoblast proliferation and the bone extracellular matrix production. Strontium-containing hydroxyapatite (Sr-HA) was designed as a filling material to improve the biocompatibility of bone cement. In vitro, the presence of strontium in the coating enhances osteoblast activity and differentiation, whereas it inhibits osteoclast production and proliferation. The objective of this work was to study Morphology of bone-like apatite formation on Sr and Si-doped hydroxyapatite surface of Ti-6Al-4V alloy after plasma electrolytic oxidation. Anodized alloys was prepared at 270V~300V voltages with various concentrations of Si and Sr ions. Bone-like apatite formation was carried out in SBF solution. The morphology of PEO, phase and composition of oxide surface of Ti-6Al-4V alloys were examined by FE-SEM, EDS, and XRD.
Pure Titanium and alloy have been widely used in dental implants and orthopedics due to their excellent mechanical properties, biocompatibility and corrosion resistance. However, due to the biologically inactive nature of Ti metal implants, it cannot bind to the living bone immediately after transplantation into the body. In order to improve the bone bonding ability of titanium implants, many attempts have been made to alter the structure, composition and chemical properties of titanium surfaces, including the deposition of bioactive coatings. The PEO method has the advantages of short experiment time and low cost. These advantages have attracted attention recently. Recently, many metal ions such as silicon, magnesium, zinc, strontium, and manganese have received attention in this field due to their impact on bone regeneration. Silicon (Si) in particular has been found to be essential for normal bone and cartilage growth and development. Zinc (Zn) plays very important roles in bone formation and immune system regulation and promotes bone metabolism and growth. Manganese (Mn) is an essential trace metal found in all tissues and is required for normal amino acid, lipid, protein and carbohydrate metabolism. The objective of this work was research on the corrosion behavior of Si, Zn and Mn-doped hydroxyapatite on the PEO-treated surface. Anodized alloys was prepared at 270V~300V voltage in the solution containig Zn, Si, and Mn ions. Ion release test was carried out using potentidynamic and AC impedance method in 0.9% NaCl solution. The surface characteristics of PEO treated Ti-6Al-4V alloy were investigated using XRD, FE-SEM, AFM and EDS.
The application of the coating supports the mechanical characteristics of the implant, and various materials and coatings are currently being used in the implant in a way to accelerate adhesion. Especially, plasma electrolytic oxidation (PEO) coating has been proposed continually with good surface treatment of titanium alloys. Also, the PEO process can incorporate Ca and P ions on the titanium surface through variables varied factor. PEO process for bioactive surface has carried out in electrolytes containing Ca and P ions. Natural bone is composed of mineral elements such as Mg, Si, Zn, Sr, and Mn, etc. Especially, Mg and Si of these elements play role in bone formation and growth after clinical implantation of bio-implants. In this study, corrosion charateristics of PEO-treated Ti-6Al-4V alloy in solution containing Si and Mg ions has been investigated using several experimental techniques. The PEO-treated surfaces were identified by X-ray diffraction, using a diffractometer (XRD, Philips X' pert PRO, Netherlands) with Cu $K{\alpha}$ radiation. The morphology was observed by field-emission scanning electron microscopy (FE-SEM, Hitachi 4800, Japan) and energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX, Oxford ISIS 310, England). The potentiodynamic polarization and AC impedance tests for electrochemical degradations were carried out in 0.9% NaCl solution at similar body temperature using a potentiostat with a scan rate of 1.67mV/s and potential range from -1500mV to + 2000mV.
CV graphite cast iron has been studied and generally known to have properties close to the average values of those between flake and spheroidal graphite cast iron. However, the thermal diffusivity of CV graphite cast iron is much larger than that of the average value of those between flake and spheroidal graphite cast iron. In this study, an easy production method of CV graphite cast iron with small additions of a Al-Cu which is known as the element of the graphitization was investigated. The effects of hold time and of Al-Cu additions after the treatments with spheroidizer (Fe-Si-Mg alloy) were also investigated. Increasing the additions of a Al-Cu alloy, the holding time to form a CV graphite cast iron was decreasing. Tensile strength and thermal diffusivity (flash method) were measured in order to find the changes of the mechanical properties and the physical properties. Spheroidal, CV, and flake graphite cast iron have tensile strengths 46.44, 38.29, and $27.29\;kg/mm^2$ and thermal diffusivities $3.95{\times}10^{-6,}$$8.41{\times}10^{-6}$, $8.81{\times}10^{-6}m^2/sec$, respectively at room temperature.
Fractional melting process involves heating an alloy within its liquid-solid region simultaneously ejecting liquid from the solid-liquid mixture. The extent of the purification obtained is comparable to that obtained in multi-pass zone refining. The new fractional melting process in which centrifugal force was used for separating the liquid from the mixture has been developed and applied to the purification of the metallic grade. Refining ratio depends on partition ratio, cake wetness and diffusion in the solid, and it was controlled by various processing parameters such as rotating speed and heating rate. The new parameter called "refining partition coefficient" has been suggested to estimate the effects of processing variables on the refining ratio. Because major impurities in MG-silicon such as Fe, Al, Ni have a low segregation coefficient, good purification effect is expected. The results of refining MG-silicon(98%) showed that 3N-Si was obtained in refined solid of 50% of the original sample.
Effects of Si and Ni addition on the microstructure and mechanical properties of the Cu-12wt.%Al-5wt.%Fe-1wt.%Mn alloy have been investigated experimentally. Microstructure of the as-cast specimen is found to be refined markedly by additions of Ni and Si. By the addition of Ni, volume fraction of the ${\kappa}$ phase is increased, but volume fraction of the ${\gamma}$ phase is decreased. Hardness is increased with the addition of Ni, due to increasing of ${\kappa}$ phase which is harder than ${\gamma}$ phase. However, Charpy impact value is not significally decreased possibly due to the formation of isolate ${\kappa}$ phase.
Geonwoo Baek;Mohsen Saboktakin Rizi;Yeeun Lee;SungJae Jo;Joo-Hyun Choi;Soon-Jik Hong
한국분말재료학회지
/
제30권1호
/
pp.13-21
/
2023
In additive manufacturing, the flowability of feedstock particles determines the quality of the parts that are affected by different parameters, including the chemistry and morphology of the powders and particle size distribution. In this study, the microstructures and flowabilities of gas-atomized heat-resistant alloys for additive manufacturing applications are investigated. A KHR45A alloy powder with a composition of Fe-30Cr-40Mn-1.8Nb (wt.%) is fabricated using gas atomization process. The microstructure and effect of powder chemistry and morphology on the flow behavior are investigated by scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), and revolution powder analysis. The results reveal the formation of spherical particles composed of single-phase FCC dendritic structures after gas atomization. SEM observations show variations in the microstructures of the powder particles with different size distributions. Elemental distribution maps, line scans, and high-resolution XPS results indicate the presence of a Si-rich oxide accompanied by Fe, Cr, and Nb metal oxides in the outer layer of the powders. The flowability behavior is found to be induced by the particle size distribution, which can be attributed to the interparticle interactions and friction of particles with different sizes.
In order to increase the magnetic loss for electromagnetic(EM) wave absorption, the soft magnetic $Fe_{73}Si_{16}B_7Nb_3Cu_1$(at%) alloy strip was used as the basic material in this study. The melt-spun strip was pulverized using an attrition mill, and the pulverized flake-shaped powder was crystallized at $540^{\circ}C$ for 1h to obtain the optimum grain size. The Fe-based powder was mixed with 2 wt% $BaTiO_3$, $0.3{\sim}0.6$ wt% carbon black, and polymer-based binders for the improvement of electromagnetic wave absorption properties. The mixture powders were tape-cast and dried to form the absorption sheets. After drying at $100^{\circ}C$ for 1h, the sheets of 0.5 mm in thickness were made by rolling at $60^{\circ}C$, and cut into toroidal shape to measure the absorption properties of samples. The characteristics including permittivity, permeability and power loss were measured using a Network Analyzer(N5230A). Consequently, the properties of electromagnetic wave absorber were improved with the addition of both $BaTiO_3$ and carbon black powder, which was caused by the increased dielectric loss of the additive powders.
In order to gain better understanding of the selective surface oxidation and its influence on the galvanizability of a transformation-induced plasticity (TRIP) assisted steel containing 1.5 wt.% Si and 1.6 wt.% Mn, a model experiment has been carried out by depositing Si and Mn (each with a nominal thickness of 10 nm) in either monolayers or bilayers on a low-alloy interstitial-free (IF) steel sheet. After intercritical annealing at $800^{\circ}C$ in a $N_2$ ambient with a dew point of $-40^{\circ}C$, the surface scale formed on 590 MPa TRIP steel exhibited a microstructure similar to that of the scale formed on the Mn/Si bilayer-coated IF steel, consisting of $Mn_{2}SiO_{4}$ particles embedded in an amorphous $SiO_{2}$ film. The present study results indicated that, during the intercritical annealing process of 590 MPa TRIP steel, surface segregation of Si occurs first to form an amorphous $SiO_{2}$ film, which in turn accelerates the out-diffusion of Mn to form more stable Mn-Si oxide particles on the steel surface. During hot-dip galvanizing, particulate $Fe_{3}O_{4}$, MnO, and Si-Mn oxides were reduced more readily by Al in a Zn bath than the amorphous $SiO_{2}$ film. Therefore, in order to improve the galvanizability of 590 TRIP steel, it is most desirable to minimize the surface segregation of Si during the intercritical annealing process.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.