11281

10372

كارشناسي ارشد

خوردگي و حفاظت از مواد

اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده مهندسي مواد

1394

دوازده، 104ص.: مصور

مسعود عطاپور، حسين ادريس

عبدالمجيد اسلامي، مهشيد خرازيها

1395/03/23

مهندسي مواد

ID10372

31 چكيده برخي از آلياژهاي منيزيم ميتوانند بهعنوان كاشتني در بدن استفاده شوند محدوديت پيش رو در كاربري اين مواد نرخ خوردگي باالي آنها در محيط فيزيولوژي است يكي از روشهايي كه ميتواند مقاومت خوردگي و سايشي اين آلياژها را بهطور قابل قبولي افزايش دهد روش پوششدهي اكسيداسيون پالسمايي الكتروليتي است آلياژ منيزيم 13 AZ يكي از آلياژهاي زيست سازگار منيزيم است كه در تحقيق حاضر بهعنوان زيراليه موردبررسي انتخاب شد پوششهاي اكسيداسيون پالسمايي الكتروليتي در محلولهايي شامل تري سديم فسفات و پتاسيم هيدروكسيد به دست آمدند براي پوششدهي نمونهها از دو جريان دوقطبي مستقيم پالسي و تك قطبي مستقيم پالسي استفاده شد در مرحله اول كه تحت جريان دوقطبي و فركانس 1كيلوهرتز انجام گرفت دو غلظت 0 05 g l و 52 0 از افزودني كلسيم استات بهمنظور دستيابي به فاز تري كلسيم فسفات در پوشش به محلول پايه افزوده شدند در مرحله دوم سه فركانس 1 2و3 كيلوهرتز تحت جريان تكقطبي پالسي به همراه محلولي با 0 05 g l افزودني به نمونهها اعمال شد بررسيهاي ميكروسكوپي الكتروني فازيابي پراش پرتوايكس و آزمونهاي الكتروشيميايي خوردگي بهمنظور بررسي ريزساختار تركيب فازي و رفتار خوردگي پوششها انجام گرفتند مطالعات ميكروسكوپي الكتروني نشان دادند كه ضخامت پوششها در جريانهاي تكقطبي بيشتر از جريان دوقطبي بود آزمونهاي خوردگي نيز مبين مقاومت خوردگي باالتر پوششهاي ايجادشده در جريان تكقطبي بود به طوري كه جريان خوردگي اين پوششها در بهترين حالت تا 99 درصد كمتر از جريان خوردگي نمونههاي پوشش داده شده در جريان دوقطبي بود همچنين آزمون پراش پرتوايكس وجود فاز تري كلسيم فسفات را در پوششهاي ايجادشده به روش تكقطبي پالسي تأييد نمود اين در حالي است كه اين فاز در پوششهاي ايجادشده به روش دوقطبي پالسي مشاهده نشد بررسي زبري نمونه ها حاكي از افزايش 5 6 درصدي زبري در حالت دو قطبي داشت همين بررسيها افزايش 36 و 34 درصدي زبري را به ترتيب براي نمونههاي فاقد افزودني و حاوي آن داشتند اندازه گيري ضخامت پوششها نيز حاكي از افزايش سه برابري ضخامت پوششهاي گرفته شده در شرايط تك قطبي بودند با توجه به نتايج اينگونه برآورد ميشود كه جريانهاي تكقطبي پالسي براي پوششدهي آلياژ منيزيم 13 AZ مناسبتر از جريانهاي دوقطبي پالسي هستند و همچنين دست يافتن به فاز تري كلسيم فسفات كه در كاربردهاي كاشتني ارتوپدي مفيد است بهوسيله افزودني كلسيم استات در محلولهاي پايه فسفاتي و جريان تكقطبي پالسي بر زير اليه آلياژ13 AZ امكانپذير است كلمات كليدي آلياژ منيزم 13 AZ خوردگي امپدانس الكتروشيميايي پالريزاسيون پتانسيل مدارباز كلسيم استات

106Plasma electrolytic oxidation coating on Mg AZ31substrate and evaluation of its corrosion behavior Ehsan Ziyaei e ziyaei@ma iut ac ir Date of Submission 2016 01 17 Department of Materials Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Degree M Sc Language FarsiSupervisor s Dr Masoud Atapour Prof Hossein EdrisAbstractSome of the magnesium alloys can be use as implantations in human body The lack ofsufficient corrosion resistance in physiologic environments is one of the disadvantageous ofthese materials Plasma Electrolytic Oxidation PEO is one of the promising treatmentswhich can enhance the corrosion and wear resistance of these alloys Mg AZ31 is one ofthese biocompatible alloys that we used as substrate in this research PEO coatings wereobtained in baths containing Trisodium Phosphate and KOH and also DC bipolar andunipolar currents used to coating these materials In the first part of experiments the coatingswere obtained under 1 kHz DC bipolar current and three concentrations of 0 0 05 and 0 25g l Calcium Acetate additive in order two producing Tri Calcium Phosphate containingcoatings The second part coatings were obtained under DC unipolar by 1 2 3 kHzfrequencies and 0 0 05 g l Calcium Acetate concentrations Electron microscopy X Raydiffraction and electrochemical tests were conducted on samples to characterizing theirproperties Electron microscopy analysis showed higher thickness for coatings obtainedunder DC unipolar The electrochemical analysis showed better corrosion resistance for DCunipolar samples Also the X Ray diffraction showed Tri Calcium Phosphate in coatedsamples under unipolar condition but this phase didn t verified in bipolar coated samples Itis concluded that DC unipolar currents are sufficient for PEO coatings on Mg AZ31 alloyand also we can get Tri Calcium Phosphate by adding Calcium Acetate in coating electrolytewhich is beneficial to biocompatibility of the coating Keywords Magnesium Alloy AZ31 Corrosion Electrochemical Impedance Polarization OpenCircuit Potential Calcium Acetate

مسعود عطاپور، حسين ادريس

عبدالمجيد اسلامي، مهشيد خرازيها