Temperature (℃ ℃ ℃ ) ℃
(a)
(b)
T T
Taaabbbllleee444...111...Changeintransformationtemperaturewithpowerandtravelspeed
Travelspeed Transformation temperature
Power
13W 14W 15W
1㎜/sec
Ms -37.40℃ -37.19℃ -28.19℃
Mf -52.87℃ -49.36℃ -45.19℃
As -15.59℃ -17.06℃ -17.06℃
Af -4..77℃ -0.35℃ 0.35℃
2㎜/sec
Ms -33.81℃ -30.98℃ -28.57℃
Mf -47.93℃ -42.79℃ -47.87℃
As -15.06℃ -20.06℃ -20.06℃
Af -5.23℃ 0.62℃ 0.62℃
3㎜/sec
Ms -33.88℃ -29.62℃ -28.35℃
Mf -42.85℃ -44.28℃ -44.91℃
As -14.89℃ -14.07℃ -14.07℃
Af -4.11℃ 0.41℃ 0.41℃
4㎜/sec
Ms -30.56℃ -30.48℃ -28.94℃
Mf -43.25℃ -45.44℃ -46.19℃
As -16.28℃ -15.92℃ -15.92℃
H ea t fl o w ( W /g )
Temperature (℃ ℃ ℃ ℃ )
(a)
(b)
(c)
(d)
H ea t fl o w ( W /g )
Temperature (℃ ℃ ℃ ℃ )
(a)
(b)
(c)
(d)
H ea t fl o w ( W /g )
Temperature (℃ ℃ ℃ ℃ )
(a)
(b)
(c)
(d)
H ea t fl o w ( W /g )
Temperature (℃ ℃ ℃ ) ℃
(a)
(b)
(c)
(d)
H ea t fl o w ( W /g )
Temperature (℃ ℃ ℃ ℃ )
(a)
(b)
(c)
(d)
H ea t fl o w ( W /g )
Temperature (℃ ℃ ℃ ) ℃
(a)
(b)
(c)
(d)
444...333...열열열처처처리리리에에에 의의의한한한 변변변태태태특특특성성성
FFFiiiggg...444...111999및 FFFiiiggg...444...222000은 스텐트의 열처리 조건에 따른 변태특성을 조사하기 위하여 출력 14fW 및 이송속도 2㎜/sec로 가공된 스텐트의 변태온도의 상승 위하 여 as-slotted 상태인 스텐트를 400℃,500℃ 및 600℃에서 30분동안 Ar가스 분위 기에서 열처리였다.
FFFiiiggg...444...111999에서 as-slotted상태인 스텐트의 Ms온도는 -28.00℃이였으나 400℃, 500℃ 및 600℃에서의 Ms온도은 -66.86℃,-25.77℃ 및 -26.80℃로 열처리 온도가 높으면 Ms온도가 상승하였다.
FFFiiiggg...444...111999(b)및 FFFiiiggg...444...111999(c)는 R상 변태과 마르텐사이트 변태의 혼삽상이 관 찰되었으며 400℃ 및 500℃에서의 Rs온도는 35.12℃ 및 6.11℃로 하강하면서 Ms
와 가까워졌다.R상이 생성되는 이유는 FFFiiiggg...444...222111과 같은 B2→R 상변태와 같은 격자변태로서 입방구조(Cubic)에서 능면체구조(Rhombohedral)로의 결정구조의 변 화로서 입방정의 대각선 방향으로서 격자연신에 의해 일어난다37).일반적으로 B2→
R 상변태는 (1)냉간가공 후 400℃ ～ 500℃의 열처리에 의한 전위의 재배열,(2) Ni과잉조건의 생성 또는 B2→B19→B19'변태를 억제하는 제 3원소(Fe또는 Al) 의 첨가에 의해 일어난다.
FFFiiiggg...444...222000에서의 Af온도은 400℃,500℃ 및 600℃에서의 Af온도는 각각 40.8 6℃,22.57℃,3.93℃로 변태온도는 하강하였다.
FFFiiiggg...444...222222및 FFFiiiggg...444...222333은 스텐트 확장을 위하여 500℃에서 10분간 2회 열처리 한 FFFiiiggg...444...222888및 FFFiiiggg...444...222999변태 곡선을 구하였다.as-slotted상태,400℃,500℃
H ea t fl o w ( W /g )
Temperature (℃ ℃ ℃ ℃ )
(a)
(b)
(c)
(d)
M
H ea t fl o w ( W /g )
Temperature (℃ ℃ ℃ ) ℃
(a)
(b)
(c)
(d)
F F
Fiiiggg...444...222111...Latticechangeassociated with theR-phasetransition;(a)theB2 typeparentphaseand(b)theR-phase37).
H ea t fl o w ( W /g )
(a)
(b)
(c)
(d)
Temperature (℃ ℃ ℃ ℃ )
H ea t fl o w ( W /g )
Temperature (℃ ℃ ℃ ) ℃
(a)
(b)
(c)
(d)
444...444...열열열처처처리리리 온온온도도도에에에 따따따른른른 압압압축축축거거거동동동
출력 14W와 이송속도 2㎜/sec로 가공된 스텐트를 as-slotted상태,400℃,500℃
및 600℃ 온도에서 열처리하였다.직경이 3.5㎜인 지그를 사용하여 확장시켜 500℃
에서 10분 동안 기억처리를 하였으며 내경이 3.5㎜로 확장된 스텐트를 직경이 5㎜
인 지그를 사용하여 5㎜로 확장시킨 후 500℃에서 10분 동안 온도로 기억처리를 하여 내경이 5㎜인 스텐트를 제조하였다.
내경이 5㎜로 확장된 스텐트를 압축시험을 위하여 FFFiiiggg...444...222444에서 측정하였던 Af온도 즉,(a)18.86℃,(b)19.42℃,(c)27.81℃ 및 (d)-0.56℃의 변태온도를 사 용하여 Af의 직상온도인 5℃ 및 10℃에서 압축시험을 실시하였다.압축시험에 사용 된 장비는 만능인장시험기(UTM:Houns Field H10KS)에 500N의 로드셀(Load cell)을 장착하여 2㎜/sec속도로 스텐트를 2.5㎜로 압축하였다.그 결과 FFFiiiggg...444...222444 및 FFFiiiggg...444...222555의의의 압축하중-변위곡선을 구하였다.
FFFiiiggg...444...222444의 Af의 ＋5℃ 온도에서 각각 (a)0.69N,(b)0.69N,(c)0.76N 및 (d) 0.57N의 촤대하중을 구하였으며 FFFiiiggg...444...222555의 Af의 ＋10℃ 온도에서 각각 (a) 0.73N,(b)0.94N,(c) 0.89N 및 (d)0.87N 최대하중을 구하였다.
FFFiiiggg...444...222555와 FFFiiiggg...444...222666의 실험결과 5㎜로 확장된 스텐트의 압축실험과 Af온도 직상의 5℃의 압축하중보다 10℃의 압축하중이 약간 크게 측정 되었으나 열영향부 의 파단,스텐트의 패턴이 겹치거나 또는 1N 미만의 적은 하중때문에 노이즈가 발 생하여 압축하중-변위곡선의 그래프가 완만하지 못한 것으로 판단된다.
00 00 0.2 0.2 0.2 0.2 0.40.4 0.40.4 0.6 0.6 0.6 0.6 0.80.8 0.80.8 1.0 1.0 1.0 1.0
Force (N)
00
00 0.020.020.020.02 0.040.040.040.04 0.060.060.060.06 0.080.080.080.08 0.100.100.100.10 0.120.120.120.12 0.140.140.140.14 0.160.160.160.16 0.180.180.18 2.000.18 2.002.002.00
Displacement (mm)
0 0 0 0 0.2 0.2 0.2 0.2 0.4 0.4 0.4 0.4 0.6 0.6 0.6 0.6 0.8 0.8 0.8 0.8 1.0 1.0 1.0 1.0
Force (N)
00
00 0.020.020.020.02 0.040.04 0.060.040.04 0.060.060.06 0.080.080.08 0.100.08 0.100.100.10 0.120.120.12 0.140.12 0.140.14 0.160.14 0.160.160.16 0.180.180.180.18 2.002.002.002.00
Displacement (mm)
(a) (b)
00 00 0.20.2 0.20.2 0.4 0.4 0.4 0.4 0.60.6 0.60.6 0.80.8 0.80.8 1.01.0 1.01.0
Force (N)
0 0 0
0 0.020.020.020.02 0.040.040.040.04 0.060.060.060.06 0.080.080.080.08 0.100.100.100.10 0.120.120.120.12 0.140.140.140.14 0.160.160.160.16 0.180.180.18 2.000.18 2.002.002.00
Displacement (mm)
00 00 0.20.2 0.20.2 0.4 0.4 0.4 0.4 0.60.6 0.60.6 0.80.8 0.80.8 1.01.0 1.01.0
Force (N)
0 0 0
0 0.020.020.020.02 0.040.04 0.060.040.04 0.060.060.06 0.080.080.08 0.100.08 0.100.100.10 0.120.120.12 0.140.12 0.140.14 0.160.14 0.160.160.16 0.180.180.180.18 2.002.002.002.00
Displacement (mm)
(c) (d)
F F
Fiiiggg...444...222444... Force-Displacementcurveofexpanding stentwithannealing atAf
＋5℃;(a)as-slotted,(b)400℃×30min,(c)500℃×30minand(d)600℃×30min.
00 00 0.20.2 0.20.2 0.4 0.4 0.4 0.4 0.60.6 0.60.6 0.8 0.8 0.8 0.8
0 0 0
0 0.020.020.020.02 0.040.040.040.04 0.060.060.060.06 0.080.080.080.08 0.100.100.100.10 0.120.120.120.12 0.140.140.140.14 0.160.160.160.16 0.180.180.18 2.000.18 2.002.002.00 1.0
1.0 1.0 1.0
Force (N)
Displacement (mm)
0 0 0 0 0.2 0.2 0.2 0.2 0.4 0.4 0.4 0.4 0.6 0.6 0.6 0.6 0.8 0.8 0.8 0.8 1.0 1.0 1.0 1.0
Force (N)
0 0 0
0 0.020.020.020.02 0.040.04 0.060.040.04 0.060.060.06 0.080.080.08 0.100.08 0.100.100.10 0.120.120.12 0.140.12 0.140.14 0.160.14 0.160.160.16 0.180.180.180.18 2.002.002.002.00
Displacement (mm)
(a) (b)
0 0 0 0 0.2 0.2 0.2 0.2 0.4 0.4 0.4 0.4 0.6 0.6 0.6 0.6 0.8 0.8 0.8 0.8 1.01.0 1.01.0
Force (N)
0 0 0
0 0.020.020.020.02 0.040.040.040.04 0.060.060.060.06 0.080.080.080.08 0.100.100.100.10 0.120.120.120.12 0.140.140.140.14 0.160.160.160.16 0.180.180.18 2.000.18 2.002.002.00
Displacement (mm)
0 0 0 0 0.2 0.2 0.2 0.2 0.4 0.4 0.4 0.4 0.6 0.6 0.6 0.6 0.8 0.8 0.8 0.8 1.01.0 1.01.0
Force (N)
0 0 0
0 0.020.020.020.02 0.040.04 0.060.040.04 0.060.060.06 0.080.080.08 0.100.08 0.100.100.10 0.120.120.12 0.140.12 0.140.14 0.160.14 0.160.160.16 0.180.180.180.18 2.002.002.002.00
Displacement (mm)
(c) (d)
F F
Fiiiggg...444...222555.Force-Displacementcurveofexpanding stentwith annealing atAf
444...555...전전전해해해연연연마마마
전해액 온도는 10℃,20℃ 및 30℃로 하였으며 전해액은 HClO4＋ Ch3COOH 혼합용액으로 전해연마 하였다.그리고 전류는 10V,15V,20V 및 25V로 인가하였 다.스텐트의 전해연마의 조건을 찾기 위하여 FFFiiiggg...444...222666,,,FFFiiiggg...444...222777 및 FFFiiiggg...444... 2
2
2888와 같이 외경이 3.2㎜이고 두께가 200㎛인 Ni-Ti계 합금 튜브를 2㎜싹 절단하 여 전해액의 온도에 10～ 30℃로 전압을 10～ 20V로 변화시켜 10초간 전해연마 한 후의 표면 상태를 관찰하였다.
전해연마는 전해 연마가 시작되자 마자 시편표면에 약 10～ 100Å 두께의 고상 형태 산화막이 형성되어 연마가 완료될 때까지 유지되는 것으로 알려져 있다38).또 한 시편에 가해준 전압크기가 일정한 수준 이상일 경우에는 고상형태의 산화막 위 에 수 ㎛ 두께로 제 2산화막층이 형성되는데 제 2산화막층은 유동성이 작고 전기 저항이 크며 시편에서 용해된 이온들이 다량 포함되어 있는 상태이다.제 2산화막 층이 시편 표면을 평탄하게 만드는데 결정적 역할을 한다39).
FFFiiiggg...444222666은 전해액 온도 10℃에서 전압을 각각 10～ 25V로 변화시켜 10초간 전해연마한 결과로써 전압이 10또는 15V로 낮은 경우 표면의 스크래치가 그대로 남아 있는 상태로 거의 전해연마가 되지 않았다.그리고 전압을 20또는 25V의 전 류를 인가한 경우 표면에 orangepeel이 생기거나 얼룩이 관찰 되었다.
한편 FFFiiiggg...444...222777은은은 전해액의 온도를 높여 20℃에서 전해연마한 경우로서 20V에 서 양호한 전해연마 결과를 얻을 수 있었으며 전압이 이 보다 낮은 경우에는 표면 스크래치가 제거 되지 않았으며 전압이 25V인 경우에는 얼룩 또는 orangepeel이 생성되었다.
FFFiiiggg...444...222는 FFFiiiggg 222...777의 스텐트 확장방법을 이용하여 스텐트를 확장하여 전해연 마한 사진이다.FFFiiiggg...444...222999(a)는 외경 2.187㎜ 및 두께 230㎛을 갖는 튜브를 사용하 여 레이저 가공된 스텐트 사진이다.FFFiiiggg...444...333000(b,)는 직경 3.5㎜를 갖는 지그를 사 용하여 내경이 3.5㎜로 확장 후 전해연마한 스텐트이며 FFFiiiggg...444...333000(c)는 3.5㎜로 확 장된 스텐트를 직경 5.0㎜를 갖는 지그를 사용하여 내경이 5.0㎜로 확장 후 전해연 마 하였다 그리고 Fig.4.30(d)는 3.5㎜,5㎜ 및 8㎜의 지그를 사용하여 8.0㎜인 스 텐트를 전해연마하였다.
(a) (b)
(c) (d)
F F
Fiiiggg...666...222666...EEElectro-polishingofNi-Titubesat10℃ for10sec(a)10V,(b)15V, (c)20V and(d)25V.
(a) (b)
(c) (d)
F F
Fiiiggg...666...222777...EEElectro-polishingofNi-Titubesat20℃ for10sec(a)10V,(b)15V,
(a) (b)
(c) (d)
F F
Fiiiggg...666...222888...EEElectro-polishingofNi-Titubesat30℃ for10sec(a)10V,(b)15V, (c)20V and(d)25V.
Ni-Ti tube (OD : 2.187mm, WT:230㎛ )
(a) (b) (c) (d)
F F
Fiiiggg...444...222999...Photographsofextending stent;(a)as-slotted,(b)3.5㎜,(c)5.0㎜
and(d)8.0㎜.
제 제
제 5 5 5장 장 장 결 결 결 론 론 론
532㎚ 파장대의 Nd:YAG 레이저를 이용하여 직경 2.187㎜ 및 두께 0.230㎜를 갖 는 Ti-Ni계 형상기억합금 튜브를 출력 13～ 15W와 이송속도 1～ 4㎜/sec의 공 정변수를 두어 스텐트를 가공하여 가공품질의 비교 레이저 가공 전․후 및 변태 온도의 변화,확장 후 압축거동 및 전해연마 조건 등을 연구하여 다음과 같은 결론 을 얻었다.
(1)13W인 경우 이송속도가 낮더라도 레이저 에너지 밀도가 낮아 튜브의 절단이 완전하지 못하고 레이저 가공 후 제거될 부분인 칩의 부분이 제거되지 않았으나 출력 14W의 경우 출력 13W에 비해 양호한 가공 품질을 얻을 수 있었으며 가공 후 절단부의 분리가 용이하였다.출력 15W의 경우 13W 및 14W에 비하여 상대적 으로 고출력에 해당되어 고열과 고압의 가스로 인하여 가공 후 제거될 칩 부분이 튜브안쪽 방향으로 열변형이 되어 휘어진 것이 관찰되었다.
(2)레이저 가공된 스텐트의 전체적인 절단폭의 크기는 대략 25～ 40㎛ 범위이 었으며 출력이 증가하거나 튜브 이송속도가 증가하면 절단 폭은 감소하였다.즉 출 력이 13W의 경우에는 절단폭은 27～ 32㎛,출력이 14W의 경우에는 절단폭은 29
～ 36㎛ 그리고 출력이 15W의 경우에는 절단폭은 30～ 39㎛로 증가 하였다.
(3)레이저 가공한 스텐트의 경우 변태온도는 Ni-Ti계 합금 튜브의 경우보다 저 온 측으로 저하하였으며 이와 같이 변태온도가 저하하는 정도는 튜브 이송속도가 감소할수록 더욱 커졌다.출력 13W에 가공한 경우보다 14W 및 15W가 되면 변태 온도는 약간 상승하는 경향을 나타내고 있으며 이러한 변태온도의 상승은 상술한 바와 같이 레이저 가공 시 미세조직의 변화 즉 열영향부의 생성과 밀접한 관련이
0℃에서 열처리한 스텐트의 경우는 변태특성에 기인하지 않는다.
(5)레이저 가공된 스텐트를 as-slotted상태,400℃,500℃ 및 600℃로 열처리 후 내경을 5㎜로 확장시한 스텐트를 Af변태온도 직상온도인 ＋5℃ 보다 ＋10℃에서 압축 실험한 결과 5℃ 보다 10℃에서 하중이 더 컸다.
(6)외경이 3.2㎜,두께가 200㎛인 Ni-Ti계 합금 튜브를 전해액 HClO4 ＋ Ch3COOH 혼합용액으로 전해연마 온도에 10～ 30℃로 전압을 10～ 25V로 변화 시켜 10초간 전해연마한 결과 전해액의 온도를 높여 20℃에서 전해연마한 경우로 서 20V에서 양호한 전해연마 결과를 얻을 수 있었다.
참
참 참 고 고 고 문 문 문 헌 헌 헌
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부 부
부 록록록
F F
Fiiiggg...AAA111...Force-Displacementcurve with Ni-Titube atAf＋5℃(OD:1.979㎜
WT:100㎛);(a)36.37℃,(b)42.77℃,(c)22.93and(d)-8.67℃.
F F
Fiiiggg...AAA222...Force-Displacementcurve with Ni-Titube atAf+10℃(OD:1.979㎜
WT:100㎛);(a)41.37℃,(b)47.77℃,(c)27.93℃ and(d)-3.67℃.
F F
Fiiiggg...AAA333...Force-Displacement curve with Ni-Titube at Af+5℃(OD:2.187㎜
WT:230㎛);(a)43.23℃m (b)50.32,(c)21.99and(d)7.72℃.
F F
Fiiiggg...AAA444...Force-Displacementcurve with Ni-Titube atAf+10℃ (OD:2.187㎜
WT:230㎛);(a)48.23℃,(b)55.32℃,(c)26.99℃ and(d)12.72℃.
F F
Fiiiggg...AAA555...Force-Displacement curve with Ni-Titube at Af+5℃(OD:2.268㎜
WT:200㎛);(a)53.21℃,(b)53.67℃,(c)20.03℃ and(d)-0.31℃.
F F
Fiiiggg...AAA666...Force-Displacementcurve with Ni-Titube atAf+10℃(OD:2.268㎜
WT:200㎛);(a)58.21℃,(b)58.67℃,(c)25.03℃ and(d)4.69℃.
F o rc e( N )
00 00 22 22 44 44 6 6 6 6 88 88 10 1010 10 12 1212 12 14 1414 14
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0 0.050.050.050.05 0.100.100.100.10 0.150.150.150.15 0.200.200.200.20 0.250.250.250.25 0.300.300.300.30 0.350.350.350.35 0.40