پديد آورنده :
محلوجي، الهام
عنوان :
ارزيابي رفتار خوردگي و زيست فعالي پوشش نانوكامپوزيتي كيتوسان– شيشه ي زيست فعال 58S ايجاد شده با روش رسوبدهي الكتروفورتيك بر زيرلايه Ti-Al-4V و بدون پوشش اكسيداسيون پلاسماي الكتروليتي
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
خوردگي و حفاظت از مواد
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
چهارده،99 ص. : مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
مسعود عطاپور،شيدا لباف
توصيفگر ها :
آسيب هاي استخواني , آلياژTi-6Al-4V , اكسيداسيون پلاسماي الكتروليتي , رسوب دهي الكتروفورتيك , شيشه ي زيست فعال , كيتوسان
استاد داور :
عبدالمجيد اسلامي،عليرضا علافچيان
تاريخ ورود اطلاعات :
1398/07/06
رشته تحصيلي :
مهندسي مواد
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1398/07/13
چكيده فارسي :
41 چکیده از بین فلزات زیستی مورد استفاده در کاشتنیهای تحت بار آلیاژ Ti 6Al 4V به علت وزن سبک استحکام باال و خواص خوردگی مطلوب بیشترین کاربرد را دارد با این وجود به علت امکان رهایش عناصر سمی و همچنین زیستخنثی بودن آن ایجاد پوششی زیستفعال و مقاوم به خوردگی روی سطح این آلیاژ امری ضروری به نظر میرسد هدف از پژوهش حاضر ایجاد پوشش نانوکامپوزیتی کیتوسان شیشهی زیستفعال 58S با روش رسوبدهی الکتروفورتیک بر روی پوشش اکسیداسیون پالسمای الکترولیتی تشکیل شده در حمام بر پایه کلسیم و فسفر روی زیرالیه Ti 6Al 4V و بررسی رفتار خوردگی زیستفعالی استحکام چسبندگی و ترشوندگی آن است بدین منظور پس از سنتز نانوذرات شیشهی زیست فعال ابتدا پوشش کیتوسان شیشهی زیستفعال با غلظت ثابت کیتوسان 5 0 گرم برلیتر و غلظتهای مختلف شیشهی زیستفعال 5 0 1 و 5 1 گرم بر لیتر به کمک روش رسوبدهی الکتروفورتیک در ولتاژ 03 ولت و زمان 3 دقیقه در الکترولیت 03 آب 07 اتانول روی آلیاژ Ti 6Al 4V اعمال شد و به منظور یافتن پوشش بهینه خواص خوردگی زیستفعالی و استحکام چسبندگی آن مورد ارزیابی قرار گرفت نتایج حاصل از آزمون پالریزاسیون تافل بیانگر کمترین دانسیته جریان پسیو برای پوشش حاوی 5 1 گرم بر لیتر شیشهی زیستفعال میباشد به عالوه آزمون طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی نشاندهندهی افزایش مقاومت به خوردگی پوششها با افزایش غلظت شیشهی زیستفعال است آزمون زیستفعالی انجام شده طی 41 روز غوطهوری نمونهها در محلول شبیه سازی شده بدن SBF بیانگر تشکیل هیدروکسیآپاتیت روی سطح پوشش حاوی 5 1 گرم بر لیتر شیشهی زیستفعال بود عالوه بر این درجه استحکام چسبندگی این پوشش نیز باالتر از دو پوشش دیگر بدست آمد در مرحله بعد پوشش پالسمای الکترولیتی تحت ولتاژ 054 ولت و مدت زمان 02 دقیقه در الکترولیت حاوی 2 0 موالرکلسیماستات و 20 0 موالر کلسیم گلیسیروفسفاتهیدرات روی زیرالیه Ti 6Al 4V اعمال گردید سپس پوشش بهینه پوشش حاوی 5 1 گرم بر لیتر شیشهی زیستفعال از طریق فرایند رسوبدهی الکتروفورتیک روی پوشش اکسیداسیون پالسمای الکترولیتی اعمال گردید نتایج حاصل از تصاویر میکروسکوپ الکترونی نوری این پوشش و مقایسهی آن با پوشش پالسمای الکترولیتی بیانگر بسته شدن حفرات موجود روی سطح به کمک پوشش کیتوسان شیشهی زیستفعال بود به عالوه نتایج آزمون پالریزاسیون تافل نشان داد که این پوشش دانسیته جریان خوردگی پسیو را نسبت به زیرالیه و پوشش پالسمای الکترولیتی کاهش داده است همچنین با انجام آزمون طیفسنجی امپدانس الکتروشیمیایی مقادیر مقاومت الیه متخلخل خارجی و الیه سدی داخلی برای این پوشش بسیار بیشتر از پوشش پالسمای الکترولیتی بدست آمد که به دلیل بسته شدن تخلخلهای سطحی و کاهش ظرفیت خازنی CPE مربوط به این پوشش به دلیل کاهش نفوذ محلول خورنده به پوشش میباشد قابل ذکر است که این پوشش باالترین میزان استحکام چسبندگی و آبدوستی را دارد و تصاویر میکروسکوپ الکترونی نوری و آنالیز عنصری حاصل از سطح پوشش پس از اتمام آزمون زیستفعالی تشکیل رسوب هیدروکسیآپاتیت را روی سطح پوشش اثبات کرد بر این اساس به نظر میرسد که تلفیق دو روش پوششدهی الکتروفورتیک و اکسیداسیون پالسمای الکترولیتی جهت ایجاد پوشش نانوکامپوزیتی کیتوسان شیشهی زیستفعال روی آلیاژ Ti 6Al 4V راهحل مناسبی جهت تبدیل این آلیاژ به یک کاشتنی مناسب و قابل استفاده در کاربردهای ارتوپدی تحت بار باشد کلمات کلیدی آسیبهای استخوانی آلیاژ Ti 6Al 4V اکسیداسیون پالسمای الکترولیتی رسوبدهی الکتروفورتیک شیشه زیستفعال کیتوسان
چكيده انگليسي :
97Evaluation of corrosion and bioactivity of chitosan 58S bioactive glass nanocomposite coating produced by electrophoretic deposition method on Ti 6Al 4V substrate with and without plasma electrolytic oxidation 2019 Elham Mahlooji Department of Materials Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 IranAbstractAmong of the biometals used in load bearing implants the Ti 6Al 4V alloy is most widely used dueto its light weight high strength and optimal corrosion properties Nevertheless due to its release oftoxic elements as well as its neutrality it is necessary to create a bioactive and corrosion resistantcoating on the surface of this alloy The purpose of the present study was to create chitosan 58Sbioactive glass nanocomposite coatings on plasma electrolytic oxidation based on calcuim andphosphor developed by electrophoretic deposition on Ti 6Al 4V and to investigate the corrosionbehavior bioactivity adhesion strength and wettability of this coating For this purpose after synthesisof bioactive glass nanoparticles firstly the coating of chitosan bioactive glass with constantconcentration of chitosan 0 5 g L and different concentrations of bioactive glass 0 5 1 and 1 5 g L deposited by electrophoretic deposition method at 30 volts and 3 minutes in electrolyte containing30 water and 70 ethanol on Ti 6Al 4V alloy In order to find optimal coating Corrosion properties bioactivity test and adhesion strength were evaluated The results of the tafel Polarization test indicatethe lowest passive current density for a coating containing 1 5 g L bioactive glass in addition anelectrochemical impedance spectroscopy test showed an increase in coating corrosion resistance byincreasing the concentration of bioactive glass The bioactivty test carried out during 14 days usingimmersion of samples in SBF solution indicated the formation of hydroxyapatite on the surface of thecoating containing 1 5 g L of bioactive glass Additionally the adhesion strength of this coating wasalso higher than the other two coatings In the next step plasma electrolytic oxidation coating undervoltage of 450 V and a duration time of 20 minutes in an electrolyte containing 0 2 molar calciumstearate and 0 02 molar calcium glycerophosphate hydrate on a Ti 6Al 4V substrate were applied Then optimum coating 1 5 g Lcoating of bioactive glass was applied through electrophoreticdeposition process on plasma electrolytic oxidation coating The results of the scanning electronmicroscope images of this coating and its comparison with the electrolytic plasma coating indicatedthe closure of the pores on the surface with the help of coating of chitosan bioactive glass In addition the results of the tafel polarization test showed that this coating reduced the passive current densitycompared to the substrate and the plasma electrolytic oxidation coating Also by performing anelectrochemical impedance spectroscopy test the resistance of the external porous layer and theinternal barrier layer of the coating was much higher than that plasma electrolyte oxidatin coating due to the closure of the surface porosity and the reduction of the capacitance CPE of the coating dueto reduce the penetration of the corrosive solution to the coating It should be noted that this coatinghad the highest wettability and adhesion strength and the scanning electron microscope images andelemental analysis of the coating surface after the completion of the bioactivity test provedhydroxyapatite deposition on the surface of the coating Accordingly it seems that the combination oftwo electrophoretic deposition and plasma electrolytic oxidation methods to create chitosan bioactiveglass nanocomposite coatings on Ti 6Al 4V alloy is a good way to convert this alloy into anappropriate implant at load bearing orthopedic applications Keywords Bone injuries Ti 6Al 4V alloy Plasma electrolytic oxidation Electrophoretic deposition Bioactive glass Chitosan
استاد راهنما :
مسعود عطاپور،شيدا لباف
استاد داور :
عبدالمجيد اسلامي،عليرضا علافچيان
