This study aims to find the shapes of an end-mill with low cutting temperature during the end-mill process of Ti-6Al-4V alloy. Such ${\alpha}-{\beta}$ titanium alloys are increasingly more used for their high tensile strength and high corrosion resistance. The cutting characteristics of Ti-6Al-4V alloy were studied using an analytical method validated by comparing the estimated cutting resistance with that from experiments. The end-mill shape was analyzed using an experimental method. The end-mill shape with low cutting resistance and low cutting temperature was confirmed by analyzing the signal-to-noise ratios for various conditions. Then, the factors with significance factor of 95% or more were determined in the variance analysis. Finally, an end-mill shape that can ensure a low cutting temperature was proposed.
Ti and Ti alloys are important materials for medical and dental applications. The effect of equal channel angular process(ECAP) and addition of Fe in Ti were studied with optical microstructure and corrosion behavior. Fine grains in Ti was obtained after ECAP. Corrosion behavior of commercial pure(CP)-Ti and Ti alloys was studied by open circuit test and polarization curve test(PCT) at $36.5^{\circ}C$ with SBF in biological environment. The corrosion behavior of ECAP-Ti was similar to that of CP-Ti in PCT, but Ti-Fe alloys were observed to become more corrosive with increasing Fe content.
We have investigated the effects of boron added to Cu film on the Cu-Ti reaction and microstructural evolution of Cu(B) alloy film during annealing of Cu(B)/Ti/$SiO_2$/Si structure. The result were compared with those of Cu(B)/$SiO_2$ structure to identify the effects of Ti glue layers on the Boron behavior and the result grain growth of Cu(B) alloy. The vacuum annealing of Cu(B)/Ti/$SiO_2$ multilayer structure allowed the diffusion of B to the Ti surface and forming $TiB_2$ compounds at the interface. The formed $TiB_2$ can act as a excellent diffusion barrier against Cu-Ti interdiffusion up to $800^{\circ}C$. Also, the resistivity was decreased to $2.3\mu$$\Omega$-cm after annealing at $800^{\circ}C$. In addition, the presence of Ti underlayer promoted the growth Cu(l11)-oriented grains and allowed for normal growth of Cu(B) film. This is in contrast with abnormal growth of randomly oriented Cu grains occurring in Cu(B)/$SiO_2$ upon annealing. The Cu(B)/Ti/$SiO_2$ structure can be implemented as an advanced metallization because it exhibits the low resistivity, high thermal stability and excellent diffusion barrier property.
Ultrafine TiC-5%Co powders were synthesized by spray drying of aqueous solution of TiO$(OH)_2$ slurry and cobalt nitrate, followed by calcination and carbothermal reaction. The oxide powders with carbon powder was reduced and carburized at $900^{\circ}C{\sim}1250^{\circ}C$ under hydrogen atmosphere. During reduction, CO gas was mainly evolved by reducing reaction of oxides. Ultrafine TiC-5%Co powders were easily formed by carbothermal reaction at $1250^{\circ}C$ due to using ultrafine powders as raw materials. The ultrafine WC-TiC-Co alloy prepared by sintering of mixed powder of ultrafine WC-13%Co powder and ultrafine TiC-5%Co powder has higher sintered density and mechanical properties than WC-TiC-Co alloy prepared by commercial WC, TiC and Co powders.
RF sputtering process was applied to produce thin hydroxyapatite(HAp) films on Ti-6Al-4V alloy substrates. The effects of different heat treatment conditions on the hardness between HAp thin films and Ti-6Al-4V alloy substrates were studied. Before deposition, the Ti-6Al-4V alloy substrates were heat treated for 1h at $850^{\circ}C\;under\;3.0{\times}10^{-3}torr$, and after deposition, the HAp thin films were heat treated for 1h at $400^{\circ}C,\;600^{\circ}C\;and\;800^{\circ}C$ under the atmosphere, and analyzed FESEM-EDX, FTIR, XRD, nano-indentor, micro-vickers hardness, respectively. Experimental results represented that the surface defects of thin films decreased by relaxation of internal stress and control of substrate structure followed by heat treatment of substrates before the deposition, and the HAp thin films on the heat-treated substrates had higher hardness than none heattreated substrates before the deposition, and the hardness properties of HAp thin films and Ti-6Al-4V alloy substrates appeared independent behavior, and the hardness of HAp thin films decreased by formation of $VTiO_3(OH),\;{\theta}-Al_{0.32}V_2O_5,\;Al_{0.33}V_2O_5$.
Chemical agents such as minocycline (MC) and citric acid (CA) were suggested in the treatment of contaminated implant surface. In this study, MC-HCl treatment was performed to enhance surface characteristics of titanium alloy surface. The purpose of this study was to assess the characteristics and the biocompatibility of Ti-6Al-4V surface treated by MC. Alpha-beta titanium alloy (Ti-6Al-4V) samples were prepared and they were divided into 6 groups according to chemical concentration and treatment time. These groups include 1) group I, non-treated smooth titanium alloy; 2) group II, MC 1.5 mg/mL for 1 hour; 3) group III, MC 1.5 mg/mL for 24 hours; 4) group IV, MC 15 mg/mL for 10 minutes; 5) group V, MC 100 mg/mL for 5 minutes; 6) group VI, pH1 CA for 3 minutes. The analysis of the surface characteristics of MC-treated titanium alloy was executed using scanning electron microscopy, roughness test, and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). Cell adhesion and MTT assay was done using MC3T3 cell. Titanium surfaces treated with MC indicated a more smoothened surface microstructure. For group II and III, the new peaks of rutile TiO2 were found. Group II and V have more basic group of Ti-OH form in XPS. In MTT assay, all MC-treated groups showed significantly higher cell viability compared to control. The surface roughness, crystal structure, surface hydrophilicity, cell viability of smooth titanium surface was improved by MC treatment. Compared with the control experiment and CA-treated group, smooth titanium surface treated with MC showed improved surface characteristics and cell biocompatibility.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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