بررسی مقاومت کششی و استحکام خمشی ‌سیم‌‌های ارتودنسی NiTi ‌‌طی ‌فرایند اچینگ‌ الکتروشیمیایی

خلاصه فارسی

مقدمه: هدف اصلی این مطالعه، بررسی خواص مکانیکی سیم‌های ارتودنسی Ni-Ti پس از تغییر رنگ به روش اچینگ الکتروشیمیایی آنودایز بود. مواد و روش‌ها: تغییر رنگ سیم‌های ارتودنسی NiTi به‌روش اچینگ الکتروشیمیایی آنودایز در گروه‌های مورد آزمایش که از سیم، دیسک و میله‌های اصلاح نشده‌ی آلیاژ NiTi استفاده شد. همچنین، در این کار تحقیقاتی خواص فیزیکی، خواص مکانیکی (استحکام کششی و مقاومت خمشی)، مورفولوژی، زبری سطح و آنالیز زاویه‌ی تماس هر یک از نمونه‌های سیم ارتودنسی به‌ترتیب با استفاده از اسپکتروفتومتر، دستگاه یونیورسال تست، میکروسکوپ الکترونی روبشی، میکروسکوپ نیروی اتمی و سیستم تجزیه و تحلیل زاویه‌ی تماس استفاده شد. یافته‌ها: با اعمال ولتاژ مختلف 10 تا 100 ولت حین فرایند اچینگ الکتروشیمیایی آنودایز، رنگ‌های متنوعی را می‌توان بر روی سطوح آلیاژهای NiTi به‌عنوان نمونه‌ی سیم ارتودنسی تولید کرد. در مقایسه با سیم‌های آلیاژ NiTi اصلاح نشده، سیم‌های NiTi آنودایز شده زاویه‌ی تماس کمتر و زبری بالاتری را از خود نشان دادند. با افزایش میزان زبری سطح و همچنین تصاویر به‌دست آمده از میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی FE-SEM، مشاهده گردید که با افزایش ولتاژ زبری سطح و بالطبع توپوگرافی سطح دست‌خوش تغییر می‌گردد که این تغییر با آزمون میکروسکوپ الکترونی اتمی AFM نیز اثبات گردید. همچنین، نتایج حاصل از آزمون زاویه‌ی تماس CA تأثیر میزان افزایش ولتاژ در میزان آب‌دوستی سطح آلیاژ NiTi را اثبات می‌نمود. نتایج نشان داد که از نظر استحکام کششی و خمشی، تفاوت آماری بین سیم‌های Ni-Ti اصلاح سطح شده و نمونه‌ی کنترل وجود ندارد. نتیجه‌گیری: بکارگیری از فرایند اچینگ الکتروشیمیایی آنودایز نمونه‌ها در هریک از گروهای تحقیق، می‌تواند رنگ آلیاژهای NiTi را در ولتاژهای مختلف در زمان ثابت تغییر دهد. مشاهده شد که زبری، توپوگرافی و همچنین آب‌دوستی سیم‌های ارتودنسی تولید شده پس از فرایند الکتروشیمیایی در آلیاژهای NiTi افزایش یافت. منحنی بار- جابجایی همه‌ی سیم‌ها مشابه به‌نظر می‌رسید. اچینگ الکتروشیمیایی آنودایز هیچ تأثیری بر استحکام مکانیکی سیم پایه ندارد (P<0/05).

عنوان انگليسی

Investigation the tensile strength and bending strength of NiTi orthodontic wires during the electrochemical etching process

خلاصه انگلیسی

Introduction: The main purpose of this study was to investigate the mechanical properties of Ni-Ti orthodontic wires after color change by ectrochemical etching and anodizing method. Materials and methods: In this research work, the color change of NiTi orthodontic wires, which were anodized by electrochemical etching method, was investigated in the tested groups including: wire, disc and unmodified rods of this alloy. Also, the physical properties, mechanical proprtis (tensile strength and bending strength), morphology, surface roughness and contact angle of each sample were investigated using spectrophotometer, universal test machin, scanning electron microscope, atomic force microscope and contact angle analysis system respectively. Results: By applying a voltage from 10 to 100 volts during the electrochemical etching process for NiTi alloy anodization (such as orthodontic wire), various colors can be produced on its surface. Compared to unmodified NiTi alloy wires, anodized NiTi wires showed lower contact angle and higher roughness. With the increase of the surface roughness and also the images obtained from the FE-SEM field emission scanning electron microscope, it was observed that with the increase of the voltage, the surface roughness and of course the topography of the surface undergoes a change, which was also proved by the AFM atomic electron microscope test. Finally, the results of the CA contact angle test, along with the results of other analyzes, proved the effect of voltage increase on the surface roughness, which leads to an increase in the hydrophilicity of the NiTi alloy surface. The results showed no statistical difference exists between coated Ni-Ti wires and conventional uncoated wires regarding to tensile and bending strength. Conclusions: Using the electrochemical etching process for anodizing samples in each of the research groups can change the color of NiTi alloys at different voltages in a fixed time. It was observed that the roughness, topography and also the hydrophilicity of the orthodontic wires produced after the electrochemical process in NiTi alloys increased. The load-displacement curve of all wires looked similar. The electrochemical etching and anodizing has no effect on the mechanical strength of the base wire (P< 0.05).

Document Downloads