عنوان پایان‌نامه
ساخت منیزیم فوق ریزدانه زیست تخریب پذیر و بررسی رفتار زیست سازگاری آن در بدن حیوان
- رشته تحصیلی
- مهندسی مکانیک- ساخت و تولید
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: 3443;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 78112;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: 3443;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 78112
- تاریخ دفاع
- ۲۴ آبان ۱۳۹۵
- دانشجو
- علی ترکیان
- استاد راهنما
- قادر فرجی, مراد کریم پور
- چکیده
- هدف از این پایان‌نامه بررسی رفتار زیست سازگاری منیزیم ریزدانه در بدن حیوان می‌باشد. بدین منظور، با استفاده از فرایند تغییر شکل پلاستیک شدید ECAP، ساختار ریزدانه با استحکام بالاتر نسبت به نمونه‌ی خام به دست آمد. فرایند اکستروژن بر روی هر یک از نمونه‌ها صورت گرفت و ضمن بهبود خواص مکانیکی، نمونه‌های تهیه‌ی ایمپلنت‌ها جهت جایگذاری در بدن حیوان و بررسی رفتار زیست سازگاری آن‌ها آماده شدند. طراحی ایمپلنت‌ها با الگوبرداری از نمونه‌های موجود و هم‌چنین استاندارد طراحی ایمپلنت‌های استخوان صورت پذیرفت. با استفاده از عملیات‌های ماشین‌کاری تراش‌کاری و تخلیه الکتریکی (EDM) ایمپلنت‌های طراحی‌شده جهت جایگذاری در بدن حیوان آماده شدند. پس از القای بیهوشی به یک قلاده سگ نر جوان، ایمپلنت‌های استریل شده در قسمت بالایی (Proximal) و پایینی (Distal) استخوان رانی جایگذاری شدند. روند تجزیه‌پذیری ایمپلنت‌ها با استفاده از رادیوگرافی‌های دوره‌ای بررسی گردید. پس از گذشت یک دوره‌ی دوازده‌هفته‌ای، جهت مشاهده‌ی وضعیت ایمپلنت‌ها، کالبدشکافی بر روی حیوان صورت پذیرفت. با توجه به نتایج ثبت‌شده در تصاویر رادیوگرافی، نمونه‌ی خام بیشترین نرخ خوردگی را در میان نمونه‌های یک، دو و چهار پاس ECAP شده داشت. در بین نمونه‌های استحکام دهی شده نیز بهترین نرخ خوردگی، مربوط به نمونه‌ی دو پاس ECAP شده بود. آزمایش‌های تست کشش و سختی بر روی هر یک از نمونه‌ها انجام گرفت. در بین همه‌ی نمونه‌های ECAP شده، نمونه‌ی دو پاس دارای بهترین تنش نهایی کششی و تسلیم بود. هم‌چنین فرایند اکستروژن نیز خود باعث بهبود این دو خاصیت مکانیکی در نمونه‌ها گردید. با افزایش تعداد پاس‌های ECAP، سختی نمونه‌ها نیز افزایش یافت. بهبود در سختی در نمونه‌های اکسترود شده نیز از دیگر نتایج به‌دست‌آمده از تست سختی می‌باشد. جهت بررسی ریزساختار، تصاویر متالوگرافی از هر یک از نمونه‌ها گرفته شد. با افزایش تعداد پاس‌های ECAP، ساختار کریستالی نمونه‌ها از دانه‌بندی هم‌محور درشت‌دانه به ریزدانه تغییر یافت. هم‌چنین اکستروژن موجب تغییر ساختار کریستالی هم‌محور به ساختار با دانه‌های کشیده شده گردید.
- Abstract
- The purpose of this thesis is to investigate biocompatibility of fine grain magnesium in animal body. For this purpose, fine structure with higher strength compared to that of an unprocessed sample was achieved using ECAP sever plastic deformation method and then extrusion process was applied to each sample. Designed implants were prepared using turning and Electro Discharge Machining (EDM) processes and implanted in the femur of a young male dog. Biodegradability of the implants were observed using periodic radiography. 12 weeks after surgery, autopsy was performed on the animal and implants were extracted from animal’s bone. Results showed that the most corrosion occurred in the unprocessed sample and the best corrosion resistance was observed in the sample that was strengthened after 2 passes of ECAP. Tensile and hardness tests were perfomed on each sample. It was concluded that greater number of ECAP passes improves the ultimate tensile strength and yield stress. However, after the fourth pass, these mechanical properties decreased due to texture evolution in magnesium alloy. Also extrusion process enhances aforementioned features. Furthermore, Vickers hardness of the samples is increased by ECAP passes due to grain refinement that is in agreement with Hall-Petch relation for the ultra-fine materials that are severely deformed. In addition, it is clear that microhardness improves due to cross sectional reduction by extrusion process. Fine equiaxed grains were achieved with increasing ECAP passes after metallography image observations. While after extrusion process, the grains were elongated. Keywords: ECAP process, Extrusion process, Biodegradable magnesium, In vivo testing, mechanical properties
