增材制造 NiTi 心血管支架中的微观应力-几何相互作用：同步辐射双成像断层扫描与衍射研究
材料科学
2024-08-27 v1
摘要
本研究探讨了使用激光粉末床熔融（LPBF）制造的心血管支架；这是一种用于提供患者特异性可定制部件的新兴方法。在此，研究了近等原子成分的形状记忆合金 NiTi，以将材料响应与宏观组件效应解卷积。具体而言，在获取同步辐射 X 射线成像和衍射数据的同时，对施加外部圆柱形应力的微型化心血管支架进行了原位应力-几何相互作用揭示。该方法能够收集空间分辨的微观力学变形数据；应力诱发马氏体和 R 相的形成显而易见，发生在存在应力集中的支架韧带连接处附近。在制造状态下，通过纳米压痕获得了硬度图，表明局部变形和变形模式进一步受到孔隙率和微观结构不均匀性的控制。电子背散射衍射（EBSD）支持了这些观察结果，显示在支架连接处附近具有更细的晶粒结构和更高的相关晶格曲率。这些特征与加载时的应力集中相结合，将引发局部相变。如果支架承受代表体内条件的重复加载，这些区域将容易因相变记忆丧失而受到循环损伤，导致组件过早失效。本研究强调了在医疗相关应用中，LPBF 加工支架的后处理必须解决的挑战。
引用
@article{arxiv.2312.07480,
title = {Microscale stress-geometry interactions in an additively manufactured NiTi cardiovascular stent: A synchrotron dual imaging tomography and diffraction study},
author = {Himanshu Vashishtha and Parastoo Jamshidi and Anastasia Vrettou and Anna Kareer and Michael Goode and Hans Deyhle and Andrew James and Sharif Ahmad and Christina Reinhard and Moataz M. Attallah and David M. Collins},
journal= {arXiv preprint arXiv:2312.07480},
year = {2024}
}