اتصال غير مشابه Ti-6Al-4V به سراميك YSZ به روش فرآيند تف جوشي پلاسماي جرقه اي و ارزيابي خواص اتصال

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مواد

كارشناسي ارشد

امروزه به دليل كاهش عملكرد پروتزهاي دنداني و افزايش جمعيت افراد مسن و با توجه به از دست دادن دندان¬ها بر اثر عوامل مختلفي ازجمله؛ ارثي، بيماري و عدم رسيدگي به دندان¬ها استفاده از كاشتني‌هاي دنداني افزايش‌يافته است. سيستمهاي كاشتني دنداني متشكل از دو يا سه تكه هستند، كه عمدتاً نوع دو تكه‌اي مورد استفاده قرار مي‌گيرند. به دليل آن كه در سيستم‌هاي دو يا سه تكه‌اي اتصال بدنه كاشتني و اباتمنت به صورت پيچي است، استفاده از اين سيستم‌ها عوارض ديررسي مانند شل شدن و يا شكستن پيچ اتصال بين اباتمنت و بدنه كاشتني دارد. به منظور رفع اين مشكل، كاشتني‌هاي دنداني يك تكه توليد شد. از سوي ديگر با توجه به تحقيقات پيشين، استفاده از اباتمنت‌هايي از جنس تيتانيوم نسبت به اباتمنت‌هاي زيركونيايي تنش‌هاي فشاري بيشتري در بدنه كاشتني دنداني داخل استخوان متراكم ايجاد مي‌كند. جهت بهره‌وري از خواص هر دو مواد فلزي و سراميك زيست‌فعال، مي‌توان از اتصال غيرمشابه كاشتني¬هاي اين دو ماده استفاده كرد. در عين تفاوت خواص اين دو كلاس، اتصال غيرمشابه اين دو ماده باعث تلفيق خواص مكانيكي مطلوب، مقاومت به خوردگي بالا و زيست فعالي مواد فلزي مي‌شود. اتصال سراميك به فلز يك تكنولوژي نوظهور در استفاده از كاردبري‌هاي پيشرفته در حوزه بيومواد است. در اين پژوهش، به بررسي اتصال غيرمشابه آلياژ تيتانيوم به سراميك زيركونيا پايدار شده با ايتريا به روش تف‌جوشي پلاسماي جرقه¬اي پرداخته‌شده است. به منظور بررسي تاثيردما، اتصالات در دماي 1100 و 1300 درجه سانتي‌گراد در فشار 50 مگاپاسكال و در مدت ‌زمان 10 دقيقه صورت گرفت. مشخصه‌يابي اتصالات به وسيله آزمون‌هاي پراش پرتو ايكس، ميكروسكوپ الكتروني روبشي، طيف‌سنجي نشري نوري زوج پلاسماي القايي، ريزسختي سنجي، استحكام برشي و زيست‌سازگاري مورد ارزيابي قرار گرفت. تخلخل سراميك¬هاي اتصال داده‌شده اندازه¬گيري شد‌. آزمون‌هاي مكانيكي نشان داد كه استحكام برشي اتصال با افزايش دماي اتصال از 1100 تا دماي 1300 درجه سانتي‌گراد افزايش مي¬يابد. نتايج ريز سختي نشان داد كه بيشترين ميزان ريزسختي در نمونه اتصال داده‌شده در دماي بالا است زيرا سختي و استحكام با ميزان تخلخل و عيوب موجود در نمونه رابطه مستقيم دارند. با افزايش دما تا 1300 درجه سانتي‌گراد ميزان تخلخل به ميزان قابل‌توجهي كاهش مي¬يابد و به همين دليل منجر به افزايش سختي و استحكام نمونه در دماي 1300 درجه‌ سانتي‌گراد مي-شوند.آزمون زيست فعالي نمونه‌هاي اتصال داده‌شده در هر دو دماي اتصال با غوطه¬وري به مدت 14 روز در محلول شبيه‌سازي‌شده بدن نشان‌دهنده تشكيل هيدروكسي آپاتيت بر روي نمونه¬ها بود. به‌طور كل، اتصال در دماي 1300 درجه سانتي‌گراد نسبت به اتصال در دماي 1100 درجه سانتي‌گراد خواص مكانيكي و زيست‌سازگاري خوبي اراِئه داد.

213555

جوشكاري

مهندسي مواد

دانشگاه صنعتي اصفهان

تقي اصفهاني، قاسم عظيمي

مسعود عطاپور، محمود مرآتيان