Direct syntheses of bulk $Ti_3Al$ via electro-discharge-sintering (EDS) of a stoichiometric elemental powder mixture were investigated. A capacitor bank of $450{\mu}F$ was charged with three input energies, 0.5, 1.0, and 1.5 kJ. The charged capacitor bank was then instantaneously discharged through 0.3 g of a Ti-25.0 at.%Al powder mixture for consolidation. Complete phase transformation occurred in less than $200{\mu}sec$ by the discharge and a bulk $Ti_3Al$ compact was obtained. Compared with consolidated samples fabricated by conventional methods such as high vacuum sintering and casting, the electro-discharge-sintered $Ti_3Al$ compact shows a very fine microstructure with a hardness value of 425 Hv. Electro-discharge-sintering under a $N_2$ atmosphere successfully modified the surface Ti oxide of the $Ti_3Al$ compact into Ti nitride, which concurred with the synthesis and consolidation of $Ti_3Al$. Complete conversion yielding a single phase $Ti_3Al$ is primarily dominated by the fast solid state diffusion reaction.
Implant prototypes with various porosities were fabricated by electro-discharge-sintering of atomized spherical Ti-6Al-4V powders. Single pulse of 0.75 to 2.0 kJ/0.7 g-powder, using 150, 300, and $450{\mu}F$ capacitors was applied to produce a fully porous and porous surfaced implant compact. The solid core formed in the center of the compact after discharge was composed of acicular ${\alpha}+{\beta}$ grains and porous layer consisted of particles connected in three dimensions by necks. The solid core and neck sizes increased with an increase in input energy and capacitance. On the other hand, pore volume decreased with increased capacitance and input energy due to the formation of solid core. Capacitance and input energy are the only controllable discharge parameters even though the heat generated during a discharge is the unique parameter that determines the porosity of compact. It is known that electro-discharge-sintering of spherical Ti-6Al-4V powders can efficiently produce fully-porous and porous surfaced Ti-6Al-4V implants with various porosities in a short time less then 400 isec by manipulating the discharging condition such as input energy and capacitance including powder size.
Porous and porous surfaced Ti-6Al-4V implant compacts were fabricated by electro-discharge-sintering (EDS) of atomized spherical Ti-6Al-4V powders with a diameter of $100-150\;{\mu}m$, The solid core formed in the center of the compact after discharge was composed of acicular ${\alpha}+{\beta}$ Widmanstatten grains, The hardness value at the solid core was much higher than that at the particle interface or particles in the porous layer, which can be attributed to both heat treatment and work hardening effects induced from EDS, The compressive yield strength was in a range of 19 to 436 MPa which significantly depends on both input energy and capacitance, Selected porous-surfaced Ti-6Al-4V implant compacts with a solid core have much higher compressive strengths compared to the human teeth and sintered Ti dental implants.
The consolidation of mechanical alloyed $Ti_5Si_3$ powder by electro-discharge-sintering has been investigated. A single pulse of 2.5 to 8.0 kJ/0.34 g was applied to each powder mixture using 300 and $450{\mu}F$ capacitors. A bulk-like solid with $Ti_5Si_3$ phase has been successfully fabricated by the discharge with an input energy of more than 2.5 kJ in less than $160{\mu}sec$. Micro-Vickers hardness was found to be higher than 1350, which is significantly higher than that of a conventional high temperature sintered sample. The formation of $Ti_5Si_3$ and consolidation occurred through a fast solid state diffusion reaction.
Spherical Ti-6Al-4V powders in the size range of 250 and 300 ${\mu}m$ were uniformly doped with nano-sized hydroxyapatite (HAp) powders by Spex milling process. A single pulse of 0.75-2.0 kJ/0.7 g of the Ti-6Al-4V powders doped with HAp from 300 mF capacitor was applied to produce fully porous and porous-surfaced Ti-6Al-4V implant compact by electro-discharge-sintering (EDS). The solid core was automatically formed in the center of the compact after discharge and porous layer consisted of particles connected in three dimensions by necks. The solid core increased with an increase in input energy. The compressive yield strength was in a range of 41 to 215 MPa and significantly depended on input energy. X-ray photoelectron spectroscopy and energy dispersive x-ray spectrometer were used to investigate the surface characteristics of the Ti-6Al-4V compact. Ti and O were the main constituents, with smaller amount of Ca and P. It was thus concluded that the porous-surfaced Ti-6Al-4V implant compacts doped with HAp can be efficiently produced by manipulating the milling and electro-discharge-sintering processes.
Porous surfaced Ti implant compacts were fabricated by electro-discharging-sintering (EDS) of atomized spherical Ti powders. Powders of $50-100{\mu}m$ in diameter were vibratarily settled into a quarts tube and subject to a high voltage and high density current pulse in Ar atmosphere. Single pulse of 0.7 to 2.0 kJ/0.7 gpowder, from 150, 300, and $450{\mu}F$ capacitors was applied in less than $400{\mu}sec$ to produce twelve different porous-surfaced Ti implant compacts. The solid core formed in the center of the compact shows similar microstructure of cp Ti which was annealed and quenched in water. Hardness value at the solid core was much higher than that at the particle interface and particles in the porous layer, which can be attributed to both heat treatment and work hardening effects induced by EDS. Compression tests were made to evaluate the mechanical properties of the EDS compacts. The compressive yield strength was in a range of 12 to 304MPa which significantly depends on input energy. Selected porous-surfaced Ti-6Al-4V dental implant compacts with a solid core have much higher compressive strengths compared to the human teeth and sintered Ti dental implants fabricated by conventional sintering process.
Electro-Discharge Sintering (EDS) employs a high-voltage/high-current-density pulse of electrical energy, discharged from a capacitor bank, to instantaneously consolidate powders. In the present study, a single pulse of 0.57-1.1 kJ/0.45 g-atomized spherical $Ti_{52}Zr_{28}Ni_{20}$ powders in size range of 10~30 and $30\sim50{\mu}m$ consisting of ${\beta}$-(Ti, Zr) and icosahedral phases were applied to examine the structural evolution of icosahedral phase during EDS. Structural investigation reveals that high electrical input energy facilitates complete decomposition of icosahedral phase into C14 laves and ${\beta}$-(Ti, Zr) phases. Moreover, critical input energy inducing decomposition of the icosahedral phase during EDS depends on the size of the powder. Porous Ti and W compacts have been fabricated by EDS using rectangular and spherical powders upon various input energy at a constant capacitance of $450{\mu}F$ in order to verify influence of powder shape on microstructure of porous compacts. Besides, generated heat (${\Delta}H$) during EDS, which is measured by an oscilloscope, is closely correlated with powder size.
Cheon Y. W.;Oh N. H.;Kim Y. H.;Byun C. S.;Lee S. H.;Lee W. H.
Journal of Powder Materials
/
v.12
no.6
s.53
/
pp.447-452
/
2005
The synthesis and consolidation of titanium silicide by electro-discharge-sintering has been investigated. As-received Ti powder was in flaky shape and the mean particle size was $45.0{\mu}m$, whereas the mean particle size of the pre-milled Si powder with angular shape was $8.0{\mu}m$. Single pulse of 2.5 to 5.0 kJ/0.34g-elemental Ti and pre-milled Si powder mixture with the composition of $Ti-37.5at.\%$ Si was applied using $300{\mu}F$ capacitor. The solid with $Ti_5Si_3$ phase has been successfully fabricated by the discharge with the input energy more than 2.5kJ in less than $129{\mu}sec.$ Hv values were found to be higher than $1000kgf/mm^2$. The formation of $Ti_5Si_3$ occurred through a fast solid state diffusion reaction.
Purpose: This study was performed to compare mechanical properties for sintering methods of porous Ti implants. Methods: The specimens of Ti implant were fabricated by several sintering methods. One of them is spark plasma sintering(SPS). Another is electro discharge singering(EDS) and the other is high vacuum sintering(HVS). Mechanical properties of porous Ti implants were evaluated by universal testing machine(UTM) and their fracture surface was examined under a sanning electron microscope(SEM). Results: The tensile strength was in a range of 71 to 230 MPa, and Young's modulus was in a range of 11 to 21 Gpa. It matched with range of cortical bone. Conclusion: Mechanical properties of porous Ti implants were similar to human bone. It was shown that sintering methods of spherical powders can efficiently produce porous Ti implants with various porosities. Porous metals will be commonly used in orthopedic and dental application despite of initial focus has been on bioceramics.
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.