عنوان پایان‌نامه

بررسی اثر توام فلوراید وچی توسان بر خوردگی ومقاومت مکانیکی پوشش هیدروکسیاپتایت بر روی آلیاژ منیزیوم az۳۱



    دانشجو در تاریخ ۳۰ دی ۱۳۹۴ ، به راهنمایی ، پایان نامه با عنوان "بررسی اثر توام فلوراید وچی توسان بر خوردگی ومقاومت مکانیکی پوشش هیدروکسیاپتایت بر روی آلیاژ منیزیوم az۳۱" را دفاع نموده است.


    رشته تحصیلی
    مهندسی مواد-خوردگی‌وحفاظ‌ت‌ازمواد
    مقطع تحصیلی
    کارشناسی ارشد
    محل دفاع
    کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 1270;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 74137
    تاریخ دفاع
    ۳۰ دی ۱۳۹۴
    دانشجو
    سمانه نیکوصفت مطلبی
    استاد راهنما
    محسن صارمی
    چکیده
    لینک فایل چکیده
    منیزیم و آلیاژهای آن به دلیل خواص بیولوژیکی مطلوبشان به عنوان ایمپلنت‏های زیست تخریب پذیر در محیط بدن، مورد توجه زیادی قرار گرفته اند. اما به علت نرخ خوردگی بالای آنها، ایجاد پوشش روی منیزیم و آلیاژهای آن ضروری است. امروزه تحقیقات زیادی بر روی کاربرد هیدروکسی فلوئورو آپاتیت Ca10(PO4)(OH)2-xFx (x درجه فلوئوره شدن است) متمرکز شده است تا به عنوان پوششی برای ایجاد پایداری اولیه و عملکرد دراز مدت به کار رود. در مقایسه با هیدروکسی آپاتیت خالص، هیدروکسی فلوئورو آپاتیت دارای مقاومت به خوردگی بیشتر، جذب بهتر لایه های آپاتیت، جذب بهتر پروتئین و فعالیت بیشتر در کشت سلولی است. علاوه بر آن از کیتوسان که یک پلیمر زیست سازگار طبیعی است، به منظور افزایش چسبندگی، بهبود خواص خوردگی و مکانیکی پوشش هیدروکسی آپاتیت استفاده می شود. جهت اعمال پوشش کامپوزیتی HA-Chitosan عمدتا از روش الکتروفورتیک استفاده می شود که ساخت نانوذرات HA زمان بر است. در پژوهش حاضر پوشش های هیدروکسی فلوئورو آپاتیت و و برای اولین بار هیدروکسی آپاتیت-کیتوسان به روش رسوب دهی الکتروشیمیایی با ولتاژ مستقیم روی آلیاژ منیزیم AZ31 ایجاد شد. نتایج آزمون XRD نشان داد که پوشش های اولیه عمدتا حاوی فاز بروشیت است، اما با غوطه ور ساختن این نمونه‏ها در محلول سدیم هیدروکسید داغ، فاز اولیه با موفقیت به هیدروکسی آپاتیت تغییر پیدا می‏کند. تصاویر میکروسکوپی الکترونی روبشی برای هر دو پوشش HA خالص و HA-Chitosan ساختاری تیغه ای شکل را نشان داد. ترکیب شیمیایی و نسبت اتمی عناصر Ca، F و P توسط EDS بررسی شد و نسبت Ca/P پوشش ها بین 18/1 تا 52/1 قرار داشت. برای بررسی گروه های عامل موجود در پوشش از آزمون FT-IR استفاده گردید که حضور کیتوسان و فلوراید را در پوشش تایید کرد. نتایج آزمون EIS مقاومت به خوردگی پوشش های FHA و HA-Chitosan را به ترتیب تا حدود 4 و 5 برابر بیشتر نسبت به HA خالص نشان داد. تصاویر پوشش ها بعد از آزمون غوطه وری تشکیل لایه جدید هیدروکسی آپاتیت را بعد از 5 روز تایید کرد. در نهایت خواص مکانیکی پوشش ها از طریق آزمون های میکروسختی سنجی، نانوسختی سنجی و چسبندگی مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج، افزایش مدول الاستیک و چقرمگی پوشش کامپوزیتی را نسبت به پوشش هیدروکسی آپاتیت نشان داد. کلمات کلیدی: منیزیم AZ31، هیدروکسی آپاتیت، فلوراید، کیتوسان، رفتار خوردگی و مکانیکی
    Abstract
    Magnesium and its alloys have attracted substantial attention as biodegradable implants due to their attractive biological properties. But their high corrosion rate, make it inevitable to coat them. Recently, many researchers have focused on applications of fluorine-doped hydroxyapatite Ca10(PO4)6(OH)2?xFx (FHA, x is the degree of fluoridation) as a bioactive coating to provide early stability and long-term performance. In comparison with pure HA coating, FHA coating could provide significant corrosion-resistant property, better apatite-like layer deposition, better protein adsorption, better cell attachment and improved alkaline phosphatase activity in cell culture. Moreover, chitosan as a natural compatible biopolymer is used in order to improve adhesion strength, corrosion and mechanical properties of Hydroxyapatite coating. The electrophoretic deposition is done to fabricate HA-Chitosan composite coating but the formation of HA nanoparticles is time-consuming. In the present research, FHA coating and for the first time HA-Chitosan composite coating is applied on AZ31 Mg substrate by electrochemical deposition at direct voltage. XRD patterns indicated that primary coating was mainly consisted of DCPD. Primary coated samples were immersed in hot NaOH solution, to transform DCPD into hydroxyapatite. The scanning electron microscopy images showed blade structure for both pure HA and HA-Chitosan composite coatings. Chemical composition and atomic ratio of the Ca , F and P was investigated with EDS while Ca/P ratio of the coatings were in range of 1.18-1.52. FT-IR test was carried out for studing chemical bands of the coating that confirmed the presence of Chitosan and fluoride in the coating. The result of EIS tests showed that the corrosion resistance of FHA and HA-Chitosan coatings have increased up to 4 and 5 magnitude respectively compared to pure HA. The images of coating after 5 days of immersion in SBF showed the formation of new HA layer. Finally, the mechanical properties of the coatings were investigated by micro hardness, nano indentation and adhesion tests. The result showed that the elastic modulus and fracture toughness of the composite coatings have improved. Keywords: AZ31 Magnesium, Hydroxyapatite, Fluoride, Chitosan, Corrosion & Mechanical properties.