بررسي تاثير مس بر ريزساختار و خواص مكانيكي آلياژ Zn-Cu

كارشناسي ارشد

امروزه مطالعات گسترده¬اي در¬مورد پتانسيل روي و آلياژ¬هاي آن به عنوان آلياژهاي زيست¬سازگار جهت توليد ايمپلنت و استنت‌هاي زيست تخريب‌پذير انجام گرفته‌است. اين مطالعات كه در شرايط و محيط¬هاي مختلفي صورت گرفته‌است، تجزيهپذيري قابل قبول، عملكرد مكانيكي بهتر و زيست سازگاري مناسبي و همچنين نرخ خوردگي كمتر نسبت به فلزات زيست¬سازگار پايه منيزيم نشان مي‌دهد. مهم ترين محدوديت استفاده از روي خالص به عنوان ايمپلنت، استحكام مكانيكي ضعيف آن مي‌باشد. بدين منظور در اين تحقيق به بررسي تاثير مس بر ريزساختار و خواص مكانيكي آلياژ Zn-xCu پرداخته مي‌شود. ابتدا ريخته‌گري در سه درصد وزني 1، 2 و 5/3 مس انجام شد و بعد از آن قطعات ريختگي همگن‌سازي شدند. براي تعيين فاز ثانويه ايجاد شده آزمون (XRD) انجام گرفت. تصاوير ميكرسكوپ نوري (OM) و ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) نشان مي‌دهد كه با افزايش غلظت مس، فازCuZn5 بيشتري رسوب مي‌كند. عمليات ترمومكانيكي اكستروژن به‌منظور بهبود ريزساختار و خواص مكانيكي بر روي آلياژهاي (درصد وزني 5/3 و 1،2 = x )Zn-xCu صورت گرفت. پس از اكستروژن، فازهاي CuZn5 شكسته شده و در جهت اكستروژن توزيع شدند. دانه‌ها بصورت آشكار به دليل تبلور مجدد ديناميكي ريزدانه شدند. آزمايش كشش نشان مي‌دهد كه افزودن مس مي‌تواند به طور قابل توجهي خواص مكانيكي آلياژهاي Zn-xCu را بهبود بخشد. نتايج آزمايش كشش نشان داد كه بيشترين مقدار استحكام تسليم، استحكام نهايي و ازدياد طول توسط آلياژ Zn-3.5Cu بدست آمده‌است كه به ترتيب 215 ، 234مگاپاسكال و 46درصد مي‌باشد كه معيارهاي طراحي كلي براي استنتهاي قلبي عروقي را برآورده مي‌كند. عمليات حرارتي پيرسازي به‌منظور دستيابي به خواص مكانيكي و اهداف اين پروژه در سيكل‌هاي مختلف براي آلياژهاي Zn-1Cu وZn-2Cu انجام گرفت. عمليات حرارتي پيرسازي در دماهاي 90 و 120 درجه سانتي‌گراد انجام گرفت و بعد از آن سختي هر سيكل عمليات حرارتي اندازه‌گيري شد. سختي بالا در دماي 90 درجه سانتي‌گراد در زمان هاي بيشتر و در 120 درجه سانتي‌گراد در زمان هاي كمتر محقق شد.

211617

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي مواد- شناسايي و انتخاب مواد مهندسي

دكتر محمدرضا ابوطالبي- دكتر سيد حسين سيدين