Formation Of Single Phase Niti Shape Memory Alloy Via Solid State Processing In Reducing Environment - Zaki, Hafizah Hanim Mohd (2016)
Perkembangan pesat aplikasi terutamanya dalam bidang perubatan dan kejuruteraan menuntut kepada pembangunan NiTi berstruktur nobel yang mana memerlukan teknik pemprosesan alternatif, selain dari teknik konvensional secara peleburan. Sintesis berkeadaan pejal merupakan teknik pemprosesan alternatif untuk menghasilkan NiTi berstruktur nobel seperti struktur poros dan juga struktur nobel yang lain. Sementara sifat memori bentuk NiTi yang unik adalah satu kelebihan, tiada tercatat percubaan yang berjaya dalam menghasilkan fasa aloi tunggal NiTi yang mempamerkan transformasi martensitik yang baik. Kebanyakan produk yang terhasil melalui kaedah sintesis keadaan pejal mempunyai struktur mikro yang kompleks melibatkan pembentukan fasa lain seperti Ti2Ni dan TiNi3. Fasa-fasa ini tidak mempunyai transformasi martensitik, justeru menjejaskan sifat memori bentuknya. Selain itu, pembentukan oksida boleh menghalang kepada pembentukan fasa aloi tunggal NiTi. Oleh yang demikian, kajian ini bertujuan untuk mengkaji keadaan yang membolehkan terbentuknya fasa aloi tunggal NiTi yang mempunyai sifat transformasi martensitic yang optimum dan juga mengenalpasti rintangan kepada pembentukan fasa aloi tunggal NiTi ini. Dalam kajian ini, serbuk campuran Ni-Ti dan Ni-TiH2 disintesiskan dalam aliran argon dan persekitaran terkawal menggunakan serbuk CaH2 dan MgH2 sebagai agen penurunan in-situ. Pelbagai parameter seperti suhu pensinteran, masa, komposisi, dan rawatan haba pasca pensinteran digunakan untuk mengkaji kesan kepada pembentukan fasa aloi, sifat martensitik, perubahan ingatan bentuk dan juga sifat mekanikalnya. Sintesis menggunakan Ni-Ti tidak menghasilkan fasa aloi tunggal NiTi, justeru tiada nilai entalpi yang menjadi ukuran untuk sifat martensitiknya. Penggunaan serbuk TiH2 menggantikan serbuk Ti berjaya meningkatkan jumlah peratusan fasa aloi tunggal NiTi dengan nilai entalpi iaitu ≤13 J/g. Walaubagaimanapun, nilainya agak kecil jika dibandingkan dengan nilai ideal untuk NiTi. Puncanya adalah disebabkan oleh pengaruh pengoksidaan yang menghalang pembentukan fasa aloi tunggal NiTi. Sintesis NiTi menggunakan serbuk Ni-TiH2 dan CaH2 sebagai agen penurunan insitu, berjaya menghasilkan fasa aloi tunggal NiTi dengan nilai entalpi sebanyak 25 hingga 26 J/g, iaitu bersamaan dengan nilai entalpi yang ideal untuk NiTi. Analisis pada permukaan spesimen menunjukkan ada perubahan yang ketara dalam mengurangkan lapisan oksida yang terbentuk, justeru meminimumkan kesan terhadap ketidakseimbangan unsur-unsur Ni-Ti untuk tindakbalas pembentukan fasa aloi tunggal NiTi. Ini menjadikan sintesis melalui persekitaran tanpa oksigen membolehkan terbentuknya fasa aloi tunggal NiTi. Selain dari pertimbangan termodinamik yang kerap dibincangkan menjadi faktor terhalang pembentukan fasa aloi tunggal NiTi, penyelidikan ini berupaya mewujudkan fakta bahawa pengoksidaan memberikan kesan ketara kepada pembentukan fasa aloi tunggal NiTi disintesiskan dalam keadaan pejal.