Modelling mechanical properties of nitrided microporous titanium
Identifikátory výsledku
Kód výsledku v IS VaVaI
<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F68081723%3A_____%2F25%3A00643878" target="_blank" >RIV/68081723:_____/25:00643878 - isvavai.cz</a>
Výsledek na webu
<a href="http://dx.doi.org/10.1016/j.prostr.2025.10.038" target="_blank" >http://dx.doi.org/10.1016/j.prostr.2025.10.038</a>
DOI - Digital Object Identifier
<a href="http://dx.doi.org/10.1016/j.prostr.2025.10.038" target="_blank" >10.1016/j.prostr.2025.10.038</a>
Alternativní jazyky
Jazyk výsledku
angličtina
Název v původním jazyce
Modelling mechanical properties of nitrided microporous titanium
Popis výsledku v původním jazyce
Direct ink writing of titanium followed by sintering enables fabrication of architectured lattices with open-porous filaments, which are promising candidates for biomedical and engineering applications. Low-temperature gas nitriding at 500 °C and 600 °C for 10 h produces volumetric titanium nitride coatings that enhance flexural modulus without sacrificing flexural strength, whereas nitriding at 700 °C markedly reduces strength due to the extensive formation of brittle compound layers. To elucidate the mechanistic origins of this strength reduction, this work presents a finite-element model of a single nitrided titanium sintering neck, a fundamental load-bearing unit in these microporous materials. The model incorporates experimentally measured thicknesses of the diffusion zone (DZ) and titanium nitride compound layer, as well as graded material properties in the DZ derived from theoretical nitrogen concentration profiles. Simulations of cooling from the nitriding temperature followed by tensile loading yield residual stress distributions and effective composite responses, providing a quantitative foundation for future fracture-mechanics modelling of sintering neck failure.
Název v anglickém jazyce
Modelling mechanical properties of nitrided microporous titanium
Popis výsledku anglicky
Direct ink writing of titanium followed by sintering enables fabrication of architectured lattices with open-porous filaments, which are promising candidates for biomedical and engineering applications. Low-temperature gas nitriding at 500 °C and 600 °C for 10 h produces volumetric titanium nitride coatings that enhance flexural modulus without sacrificing flexural strength, whereas nitriding at 700 °C markedly reduces strength due to the extensive formation of brittle compound layers. To elucidate the mechanistic origins of this strength reduction, this work presents a finite-element model of a single nitrided titanium sintering neck, a fundamental load-bearing unit in these microporous materials. The model incorporates experimentally measured thicknesses of the diffusion zone (DZ) and titanium nitride compound layer, as well as graded material properties in the DZ derived from theoretical nitrogen concentration profiles. Simulations of cooling from the nitriding temperature followed by tensile loading yield residual stress distributions and effective composite responses, providing a quantitative foundation for future fracture-mechanics modelling of sintering neck failure.
Klasifikace
Druh
D - Stať ve sborníku
CEP obor
—
OECD FORD obor
20506 - Coating and films
Návaznosti výsledku
Projekt
—
Návaznosti
I - Institucionalni podpora na dlouhodoby koncepcni rozvoj vyzkumne organizace
Ostatní
Rok uplatnění
2025
Kód důvěrnosti údajů
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Údaje specifické pro druh výsledku
Název statě ve sborníku
Procedia Structural Integrity
ISBN
—
ISSN
2452-3216
e-ISSN
—
Počet stran výsledku
6
Strana od-do
"Roč. 74 (2025)"
Název nakladatele
Elsevier B.V.
Místo vydání
Amsterdam
Místo konání akce
Brno
Datum konání akce
23. 6. 2025
Typ akce podle státní příslušnosti
WRD - Celosvětová akce
Kód UT WoS článku
—