Electrical Discharge Machining of Biomedical Nitinol Alloys and the Resulting Fundamental Relationship of Microstructure-Property-Function

生物医用镍钛诺合金的放电加工及其微观结构-性能-功能的基本关系

基本信息

  • 批准号:
    1234696
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 37万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2012
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2012-09-01 至 2016-08-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The research objective of this proposal is to understand the basic relationship between machining conditions, white layer (that is, recast layer), and fatigue and corrosion by electrical discharge machining of biomedical Nitinol alloys by bringing together complementary international research and education expertise. It will test the hypothesis that electrical discharge machining using minimum discharge energy is a very competitive process compared to mechanical machining to economically fabricate delicate burr-free Nitinol microstructures with high aspect ratio and excellent surface finish. The research approaches are to: (1) explore the process capability in electrical discharge machining of biomedical Nitinol alloys to establish a basic relationship between processing conditions and surface integrity; (2) determine whether the white layer is metastable nano-quasicrystal using transmission electron microscopy and x-ray diffraction; (3) clarify the fundamental role of process-induced surface integrity, white layer in particular, on fatigue and corrosion performance; and (4) reveal material erosion mechanism and microstructural evolution in electrical discharging via a multiphysics process simulation approach with the capability of material ablation.The research results will have a wide spectrum of impacts on machining of a broad range of other difficult-to-cut materials including titanium, Inconel, stainless steel, and hardened alloys. The sound sustainable practices in electrical discharge machining of metallic biomaterials can bring business value to biomedical device industry as well as tool, gas turbine, chemical and oil industries. The project will establish a synergistic education network between the University of Alabama and Aachen University to train the next cadre of ?whole-brain? students in the global context. The collaborative network will also provide an express way for fast technology transfer from fundamental research to industrial practices.
本提案的研究目标是通过汇集互补的国际研究和教育专业知识,了解生物医用镍钛合金放电加工的加工条件、白层(即重铸层)以及疲劳和腐蚀之间的基本关系。它将检验这样一个假设:与机械加工相比,使用最小放电能量的放电加工是一种非常有竞争力的工艺,可以经济地制造具有高深宽比和优异表面光洁度的精致无毛刺镍钛诺微结构。研究思路是:(1)探索生物医用镍钛合金放电加工的工艺能力,建立加工条件与表面完整性之间的基本关系; (2)利用透射电镜和X射线衍射判断白色层是否为亚稳态纳米准晶; (3) 阐明过程引起的表面完整性(特别是白层)对疲劳和腐蚀性能的根本作用; (4)通过具有材料烧蚀能力的多物理场过程模拟方法,揭示放电过程中的材料腐蚀机制和微观结构演变。研究成果将对其他各种难切削材料的加工产生广泛的影响材料包括钛、铬镍铁合金、不锈钢和硬化合金。金属生物材料放电加工的良好可持续实践可以为生物医疗器械行业以及工具、燃气轮机、化工和石油行业带来商业价值。该项目将在阿拉巴马大学和亚琛大学之间建立协同教育网络,培养下一代“全脑”骨干人才。全球背景下的学生。该协作网络还将为从基础研究到工业实践的快速技术转移提供快速途径。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Yuebin Guo其他文献

Mining Infrequent Itemsets Based on Extended MMS Model
基于扩展MMS模型的非频繁项集挖掘
Electrochemical corrosion behavior of surface nanocrystallized steel and aluminum alloys by air blast shot peening (ABSP)
空气喷丸喷丸(ABSP)表面纳米晶钢和铝合金的电化学腐蚀行为
Digital twins for electro-physical, chemical, and photonic processes
  • DOI:
    10.1016/j.cirp.2023.05.007
  • 发表时间:
    2023-05-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Yuebin Guo;A. Klink;Paulo Bartolo;W. Guo
  • 通讯作者:
    W. Guo
An Experimental Study on the Effect of Machining-Induced White Layer on Frictional and Wear Performance at Dry and Lubricated Sliding Contact
机加工白层对干润滑滑动接触摩擦磨损性能影响的实验研究
  • DOI:
    10.1080/10402000903283250
  • 发表时间:
    2009-12-23
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.1
  • 作者:
    Yuebin Guo;R. Waikar
  • 通讯作者:
    R. Waikar
Nanomanufacturing—Perspective and applications
纳米制造——前景与应用
  • DOI:
    10.1016/j.cirp.2017.05.004
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Fengzhou Fang;Xiaodong Zhang;Wei Gao;Yuebin Guo;G. Byrne;H. N. Hansen
  • 通讯作者:
    H. N. Hansen

Yuebin Guo的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Yuebin Guo', 18)}}的其他基金

FMRG: Cyber: Manufacturing USA: NextG-Enabled Manufacturing of the Future (NextGEM)
FMRG:网络:美国制造:支持 NextG 的未来制造 (NextGEM)
  • 批准号:
    2328260
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 37万
  • 项目类别:
    Standard Grant
FMRG: Cyber: Manufacturing USA: NextG-Enabled Manufacturing of the Future (NextGEM)
FMRG:网络:美国制造:支持 NextG 的未来制造 (NextGEM)
  • 批准号:
    2328260
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 37万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: Fusion of Siloed Data for Multistage Manufacturing Systems: Integrative Product Quality and Machine Health Management
协作研究:多级制造系统的孤立数据融合:集成产品质量和机器健康管理
  • 批准号:
    2323083
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 37万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Conference: Early-Career Researcher Travel Support for the 30th CIRP Life Cycle Engineering Conference May 15-17, 2023
会议:2023 年 5 月 15 日至 17 日第 30 届 CIRP 生命周期工程会议的早期职业研究员旅行支持
  • 批准号:
    2322400
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 37万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CDS&E: Computation-Informed Learning of Melt Pool Dynamics for Real-Time Prognosis
CDS
  • 批准号:
    2152908
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 37万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: Specific Energy-Based Prognosis for Machining Surface Integrity through Integration of Process Physics and Machine Learning
合作研究:通过过程物理和机器学习的集成,基于特定能量的加工表面完整性预测
  • 批准号:
    2040358
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 37万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Hybrid Dry Cutting - Finish Burnishing of Novel Biodegradable Magnesium-Calcium Implants for Superior Corrosion Performance
混合干切削 - 新型可生物降解镁钙植入物的精加工抛光,具有卓越的腐蚀性能
  • 批准号:
    1000706
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 37万
  • 项目类别:
    Standard Grant
GOALI: Six-Sigma Based Robust Process Design Under Tool Deterioration for Giga Fatigue Life of Precision Machined Components in Hard Turning
GOALI:基于 6-Sigma 的稳健工艺设计,在刀具磨损情况下实现硬车削中精密加工部件的千兆疲劳寿命
  • 批准号:
    0825780
  • 财政年份:
    2008
  • 资助金额:
    $ 37万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Fabrication, Property and Function of the Nanostructured Surface Barrier for Hydrogen Storage
储氢纳米结构表面势垒的制备、性能和功能
  • 批准号:
    0700468
  • 财政年份:
    2007
  • 资助金额:
    $ 37万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: Massive Parallel Laser Direct-Write of Sub-micron Dent Array for Quantum Leap of Fatigue Performance
合作研究:大规模并行激光直写亚微米凹痕阵列,实现疲劳性能的量子飞跃
  • 批准号:
    0555269
  • 财政年份:
    2006
  • 资助金额:
    $ 37万
  • 项目类别:
    Standard Grant

相似国自然基金

炒制麦芽中酚类物质释放特征及其调节肠道上皮细胞氧化应激作用机理的研究
  • 批准号:
    31901676
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    24.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
pH和热诱导下乳清分离蛋白与阿拉伯胶分子组装行为及其荷载铁离子的释放机制
  • 批准号:
    31871812
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    59.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
蒸汽爆破加工对荞麦麸皮多酚释放机制及其抗氧化能力的影响
  • 批准号:
    31771970
  • 批准年份:
    2017
  • 资助金额:
    60.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
鱼骨纳米化加工过程中钙的释放机制研究
  • 批准号:
    31601501
  • 批准年份:
    2016
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
低品位难选磷矿微晶化加工及磷元素释放机理研究
  • 批准号:
    51374136
  • 批准年份:
    2013
  • 资助金额:
    80.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Next-generation electrical discharge machining
新一代放电加工
  • 批准号:
    RGPIN-2019-06585
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 37万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Next-generation electrical discharge machining
新一代放电加工
  • 批准号:
    RGPIN-2019-06585
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 37万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Machine tool for precise electrical discharge machining
精密放电加工机床
  • 批准号:
    509924008
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 37万
  • 项目类别:
    Major Research Instrumentation
Next-generation electrical discharge machining
新一代放电加工
  • 批准号:
    RGPIN-2019-06585
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 37万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Next-generation electrical discharge machining
新一代放电加工
  • 批准号:
    RGPIN-2019-06585
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 37万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了