بهبود اندیس تیزی تیغه جراحی با استفاده ازآلیاژ آمورف حجمی پایه زیرکونیوم

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده

دانشیار، پژوهشکده مواد پیشرفته و انرژیهای نو، سازمان پژوهشهای علمی و صنعتی ایران، تهران، ایران.

چکیده

تیزی لبه تیغه­های برش جراحی جهت کنترل کارائی برش از اهمیت زیادی برخوردار است. خاصیت مورد نظر اساساً به هندسه تیغه و جنس آن وابسته است. تیزی به معنی برش سریعتر و با کیفیت بالاتر است. بر اساس اصول مکانیک شکست شاخص تیزی تیغه معرفی شد و پس از ذوب و آلیاژسازی تحت خلاء و ریخته گری آلیاژ های آمورف حجمی‌‌‌‌‌ (Zr55Cu30Al10Ni5)100-XNbX (X=0,2) در آن اتمسفر، عملیات سنگ زنی انجام شد و شاخص تیزی آن با نمونه تجاری از جنس فولاد ضد زنگ مقایسه گشت. پژوهش حاضرنشان داد که در شرایط یکسان از هندسه تیغه، آلیاژهای آمورف حجمی مذکور می توانند تا 57 درصد تیزی تیغه ها را نسبت به تیغه های تجاری از جنس فولاد ضد زنگ افزایش دهند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Improving the sharpness index of the surgical blade using Zirconium-based bulk amorphous alloy

نویسنده [English]

  • Reza Gholamipour
Associate professor, Advanced Materials and renewable energy department, Iranian Research Organization for Science and Technology(IROST), Tehran, Iran.
چکیده [English]


The sharpness of the edges of surgical incision blades is very important to control the cutting efficiency. The desired property depends mainly on the geometry of the blade and its material. Sharpness means faster cutting and higher quality. According to the principles of fracture mechanics, the blade sharpness index was introduced and after melting and alloying under vacuum and casting of amorphous alloys ‌‌‌‌‌ (Zr55Cu30Al10Ni5) 100-XNbX (X = 0,,2) in that atmosphere, grinding operation for sharpness was performed and the Its sharpness index  was compared to a commercial sample of stainless steel. The present study showed that under the same conditions of blade geometry, the mentioned bulk amorphous alloys can increase the blade sharpness by up to 57% compared to commercial stainless steel blades

کلیدواژه‌ها [English]

  • bulk amorphous alloy
  • surgical blade
  • sharpness
  • zirconium
 [1] P.H. Tsai, Y.Z. Lin, J.B. Li, S.R. Jian, J.S.C. Jang, C.Li, J.P. Chu, J.C. Huang, “Sharpness improvement of surgical blade by means of ZrCuAlAgSi metallic glass and metallic glass thin film coating”, Intermetallics 31 (2012) 127-131
[2] H.F. Li, Y.F. Zheng, “Recent advances in bulk metallic glasses for biomedical applications”, Acta Biomaterialia, 36 (2016) 1–20
[3] Y Yokoyama, E Mund, A Inoue, and L Schultz, “Production of Zr55Cu30Ni5Al10 glassy alloy rod of 30 mm in diameter by a cap-cast technique”, Mater. Trans., 48 (2007) 3190–3192.
[4] Mingwei Chen, “A brief overview of bulk metallic glasses” ,NPG Asia Mater., 3, (2011) 82–90
[5] Liu, L., et al., “The effect of high temperature plastic deformation on the thermal stability and microstructure of Zr55Cu30Ni5Al10 bulk metallic glass”, Materials Science and Engineering: A, 449–451 (2007) 949-953.
[6]  Zhang, Q.S., et al., Compressive fracture of Zr55Al10Ni5Cu30 bulk amorphous alloy at high temperatures. Materials Science and Engineering A, 360 (2003) p. 280-284.
[7] Alex J. Krejcie, Shiv G. Kapoor, Richard E. DeVor, “A hybrid process for manufacturing surgical-grade knife blade cutting edges from bulk metallic glass”, Journal of Manufacturing Processes 14 (2012) 26–34
[8] C.T. McCarthy, A. NíAnnaidh, M.D. Gilchrist, “On the sharpness of straight edge blades in cutting soft solids: Part II –Analysis of blade geometry”, Engineering Fracture Mechanics 77 (2010) 437–451
[9] C.T. McCarthy, M. Hussey, M.D. Gilchrist, “On the sharpness of straight edge blades in cutting soft solids: Part I – indentation experiments”, Engineering Fracture Mechanics 74 (2007) 2205–2224