160 Prakt. Met. Sonderband 47 (2015)
Plasma fiir die Gefiigedarstellung von Werkstoffen untersucht werden sollte, wurde auf eine
Optimierung der Anregungsparamter mit Blick auf die Gefiigequalitidt bewusst verzichtet. Die
Behandlungsdauer im GD-Plasma lag im Bereich weniger Sekunden.
Tabelle 1. Details zur Präparation der verschiedenen Materialen.
Material chemischer Ätzansatz Parameter des GD-Plasmas
(Atzlösung, Dauer) (Spannung, Lampendruck, Dauer)
Ni-Ti 10ml HF, 25ml HNOs, 100ml H,O, 10s 700V, 3hPa, 10s
Cu-Zn (y und €) 10% NaOH, 5s 600V, 2hPa, 4s
Cu-Zn (0, p und vy) (NH,),CuCly, NH3, 15s 600V, 2hPa, 4s
Ni-Basislegierung Atzlosung nach Adler, 5s bis 20s 700V, 3hPa, 5s
3 Ergebnisse und Diskussion
Im Rahmen der vorliegenden Untersuchung hat sich die Nutzung von GD-Plasma zur Darstellung
von Gefügen als universell anwendbar und einfach zu handhaben erwiesen. Für alle untersuchten :
Materialien konnte das Gefüge sichbar gemacht werden. Hintergrund und Details zu den Materia- ’
lien. Behandlung und Ergebnissen sind im folgenden Beschrieben. #2
3.1 Darstellung des Gefiiges von Ni-Ti-Legierungen
Ni-Ti-Legierungen mit Formgedéchtnis / Pseudoelastizitét finden unter anderem Anwendung als
Material fiir minimalinvasive medizinische Implantate. Die reversieble Verformbarkeit des 2
Materials ermöglicht im Gegensatz zu 316L Edelstahl und Co-Cr-Legierungen das Entfalten des |
Implantats aus einem Katheter ohne Nutzung von Ballondilatation. Ursächlich für die reversieble
Verformbarkeit ist eine martensitische Phasenumwandlung. Die Darstellbarkeit des Gefüges durch
chemisches Ätzen ist aufgrund der hohen chemischen Beständigkeit der Legierung eingeschränkt.
Benötigt werden toxische Ätzlösungen mit erheblichen Anteilen an Flusssäure. Als problematisch ;
hat sich herausgestellt, dass bei Nutzung einer Ätzlösung mit hoher Flusssäurekonzentration
Ätzartefakte entstehen, die auf den ersten Blick für martensitisches Gefüge gehalten werden '
können, jedoch durch Bildung von NiTiF6°6H;O während des Ätzvorgangs auf der
Materialoberfliche verursacht werden [6]. Da die Verbindung NiTiF¢ 6H,O wasserloslich ist, kann !
diese nach dem Reinigen nicht mehr detektiert werden, was die Identifikation der Artefakte
zusitzlich erschwert. Die Bildung von NiTiFg-6H,O und damit der Artefakte während des
chemischen Ätzens kann durch Verdünnung der Atzlosung mit Wasser vermieden werden. Dies
wirkt sich aber negativ auf die Abtragsrate während des Ätzens aus (Bild 1, Mitte). Folglich ist das
Gefüge oft nicht zufriedenstellend zu erkennen. Durch Einsatz des GD-Plasmas ist die Bildung von
den zuvor beschriebenen Artefakten ausgeschlossen. Nach einer Behandlung im GD-Plasma sind
die Korngrenzen im Gefüge von NiTi klar zu erkennen (Bild 1, Rechts). Im Material vorhandene
Hartphasen werden augenscheinlich langsamer abgetragen als die umgebende Metallmatrix,
wodurch deren Anzahl und Position ebenfalls gut zu erkennen sind. Eine Abschätzung des
Hartphasenanteils in der Legierung scheint durch die GD-Plasma Methode nicht unmittelbar
möglich, sollte bei Kenntnis von Parametern wie spezifischen Abtragsraten aber zugänglich sein.
