ساخت و مشخصه يابي آلياژ TiAl6V4 پوشش داده شده با كامپوزيت شيشه زيستي اصلاح شده با منگنز-آلژينات

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي مواد

كارشناسي ارشد

TiAl6V4 به علت خواص مكانيكي عالي، مقاومت بالا در برابر خوردگي، خواص شيميايي-فيزيكي مناسب و سازگاري خوب با مواد زيستي به طور وسيعي و بوِيژه در زمينه پزشكي كاربرد گسترده پيدا كرده است. با اين وجود تحقيقاتي براي كاهش رهايش يوني عناصر آلومينيوم و واناديم ، افزايش مقاومت به خوردگي و زيست فعالي آلياژ TiAl6V4 بوسيله پوشش دادن انجام شده است. شيشه هاي زيست فعال و از ميان آن ها شيشه زيست فعال 5S45 از مهم ترين مواد به عنوان پوشش براي TiAl6V4 شناخته مي شوند. از طرف ديگر عنصر منگنز از عناصر ضروري براي بدن است. برخي از پژوهش ها بهبود ويژگي زيست فعالي و مقاومت به خوردگي زير لايه هاي TiAl6V4 بوسيله اعمال پوشش هاي كامپوزيتي شيشه هاي زيست فعال را نشان داده اند. در اين پژوهش دو نوع شيشه زيست فعال 5S45 به روش سل ژل سنتز شدند. نوع اول شيشه زيست فعال 5S45 ساده و نوع دوم شيشه زيست فعال 5S45 دوپ شده با 1 درصد منگنز بود. شيشه هاي زيست فعال را به روش غوطه وري بر روي TiAl6V4 پوشش داده شدند. به منظور به حداقل رساندن ترك هايي كه ممكن است بر روي پوشش ايجاد شود مقدار 3 درصد وزني سديم آلژينات به محلول هاي شيشه هاي زيست فعال اضافه شد. به منظور مشخصه يابي، پودر شيشه هاي زيست فعال بوسيله پراش پرتو ايكس (XRD) ، طيف سنجي فروسرخ با تبديل فوريه (FTIR-ATR) و ميكروسكوپ الكتروني روبشي(SEM) و نمونه هاي پوشش داده شده بوسيله آزمون هاي XRD , SEM ، آزمون هاي زيست فعالي، رهايش يوني از زير لايه، ترشوندگي و خوردگي مورد بررسي قرارگرفتند. دوپ كردن 1 درصد منگنز منجر به كاهش اندازه ذرات شيشه زيست فعال و تغيير رنگ آن از سفيد به قهوه اي شد. نمونه TiAl6V4 با پوشش شيشه زيست فعال دوپ شده با منگنز از دو نمونه با پوشش شيشه زيست فعال 5S45 ساده و نمونه بدون پوشش رفتار زيست فعالي بهتري را از خود نشان داد. نسبت كلسيم به فسفات براي TiAl6V4 بدون پوش78/1، با پوشش ساده 81/1 و با پوشش دوپ شده 90/1 بود. رهايش آلومينيوم براي نمونه هاي پوشش داده شده يك سوم رهايش آلومينيوم براي نمونه بدون پوشش بود. در بين نمونه هاي پوشش دار نمونه TiAl6V4 با پوشش دوپ شده حدود 11 درصد رهايش واناديم كم تري نسبت به نمونه TiAl6V4 با پوشش دوپ نشده داشت. نمونه با پوشش دوپ شده ميانگين زاويه تر شوندگي 42/16، نمونه با پوشش دوپ نشده ميانگين زاويه ترشوندگي 96/14و نمونه بدون پوشش ميانگين زاويه تر شوندگي 12/90 را دارا بودند. مقاومت به خوردگي نمونه TiAl6V4 با پوشش دوپ شده 606 كيلو اهم بر سانتي متر مربع، بدون پوشش 3/2 مگا اهم بر سانتي متر مربع و نمونه با پوشش دوپ نشده 1/3 مگا اهم بر سانتي متر مربع بود. كلمات كليدي

210592

خوردگي و حفاظت

مهندسي مواد

دانشگاه صنعتي اصفهان

عبدالمجيد، اسلامي

رحمت الله عمادي، محمود منير واقفي

مهدي احمديان