بررسي خاصيت ضد باكتريايي، استحكام فشاري و مقاومت به خوردگي نانوكامپوزيت WE43/ZnO/CuZnOساخته شده به روش بهم زدن اصطكاكي

كارشناسي ارشد

ايمپلنت هاي ارتوپدي زيست تخريپ پذير، گزينه اي مناسب براي ايمپلنت هاي موقت هستند. استفاده از چنين ايمپلنت هايي، خطرات ناشي از اثر تنش حفاظي و عمل جراحي مجدد را كم مي كنند. بيشتر عناصر تشكيل دهنده فلزات و آلياژهاي زيست تخريب پذير از عناصرمورد نياز بدن هستند يا از عناصري هستند كه در بدن سميت سلولي ايجاد نمي كنند. لذا داشتن خواص مكانيكي مناسب و كنترل رفتارخوردگي آن ها در بدن، به منظور اتمام دوره التيام استخوان ضروري است. هم چنين با اضافه كردن عناصري با خاصيت ذاتي آنتي باكتريال به چنين موادي، مي توان بسياري از عفونت هاي باكتريايي را از بين برد. هدف از اين پژوهش، ساخت نانوكامپوزيت پايه منيزيم-اكسيد روي زيست تخريب پذير با خاصيت آنتي باكتريال بود. براي نيل به اين هدف، از آلياژ منيزيم WE43 به عنوان زمينه كامپوزيت و از ذرات اكسيد روي و اكسيدروي-مس در ابعاد نانومتري و ميكرومتري به عنوان تقويت كننده استفاده شد. ذرات تقويت كنده به كمك روش احتراق محلولي با سوخت سيتريك اسيد در دو روش گرمادهي معمولي و مايكروويو سنتز شدند. طبق آزمايش هاي انجام گرفته بر روي پودرهاي سنتز شده، ذرات خالص بوده و هيچ گونه ناخالصي در ساختار آن ها مشاهده نشد. هم چنين ديده شد كه پودرهاي سنتزشده با روش گرمادهي معمولي داراي ابعاد نانومتري و پودرهاي سنتزشده با روش گرمادهي مايكروويو داراي ابعاد ميكرومتري هستند. نتايج حاكي از آن است كه پودر كامپوزيتي اكسيد روي-مس داراي خاصيت آنتي باكتريال بيشتري نسبت به پودرهاي اكسيد روي نانومتري و ميكرو متري است. براي ساخت نمونه هاي كامپوزيتي پايه آلياژ منيزيم WE43 از روش اصطكاكي اغتشاشي با دو توزيع حفره اي و شياري پودر استفاده شد. نمونه كامپوزيتي با توزيع حفره اي داراي توزيع پودر يكنواخت تري نسبت به نمونه كامپوزيتي با توزيع شياري است. همچنين نمونه كامپوزيتي با پودر نانومتري اكسيد روي و اكسيدروي-مس داراي توزيع پودر يكنواخت تري نسبت به نمونه كامپوزيتي با پودر اكسيدروي ميكرومتري است. علاوه بر اين، نمونه كامپوزيتي با ذرات تقويت كننده كامپوزيتي اكسيد روي -مس داراي فعاليت آنتي باكتريالي، استحكام فشاري و ميكروسختي بهتري در مقايسه با نمونه هاي كامپوزيتي حاوي ذرات اكسيد روي است. نمونه كامپوزيتي با ذرات تقويت كننده اكسيد روي-مس در توزيع شياري با مقاومت پلاريزاسيون 83/1225 اهم بر سانتي مترمربع، داراي بيشترين مقاومت به خوردگي و نمونه كامپوزيتي با ذرات تقويت كننده اكسيد روي در توزيع شياري با مقاومت پلاريزاسيون433/418 اهم بر سانتي مترمربع، داراي كمترين مقاومت به خوردگي است. نمونه كامپوزيتي حاوي ذرات تقويت كننده اكسيدروي-مس در توزيع شياري، داراي استحكام فشاري 527 مگاپاسكال و ميكروسختي 24/96 ويكرز است كه بسيار بيشتر از مقادير نمونه كامپوزيتي حاوي ذرات اكسيدروي ميكرومتر در توزيع شياري با استحكام فشاري 300 مگاپاسكال و ميكروسختي 7/89 ويكرز است. شايان ذكر است كه نمونه اوليه آلياژ WE43، داراي مقاومت پلاريزاسيون045/345 اهم بر سانتي مترمربع، استحكام فشاري 138 مگاپاسكال، ميكروسختي 6/56 ويكرز است. بنابراين، مي توان نتيجه گرفت كه با فرآيند كامپوزيت سازي به روش FSP، تغييرات چشمگيري در خواص مكانيكي و مقاومت به خوردگي آلياژ زمينه ايجاد شده است.

195511

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر مرتضي مسعودپناه

شناسايي و انتخاب مواد مهندسي

دكتر عليرضا ايواني - دكتر سيد محمدعلي بوترابي