پديد آورنده :
هفت برادران، محمد رضا
عنوان :
ساخت، مشخصه يابي و بررسي رفتار خوردگي داربست آلياژ وايتاليوم با پوشش بيوگلاس 58S نانوساختار
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
خوردگي و حفاظت از مواد
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
چهارده، 92ص.: مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
مهدي احمديان
استاد مشاور :
مسعود عطاپور
توصيفگر ها :
آلياژ وايتاليوم , پوشش شيشه زيستي , رفتار خوردگي , زيست فعالي , سل- ژل
استاد داور :
رحمت الله عمادي، عبدالمجيد اسلامي
تاريخ ورود اطلاعات :
1398/03/01
رشته تحصيلي :
مهندسي مواد و متالورژي
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1398/04/01
چكيده فارسي :
چکیده آلیاژهای پایه کبالت به خصوص وایتالیوم به علت دارا بودن خواص مکانیکی فوق العاده و زیست سازگاری مناسب به عنوان کاشتنیهای پزشکی مورد استفاده قرار میگیرند اما وجود محدودیتهایی همچون عدم تطابق مکانیکی ناشی از اختالف زیاد بین مدول کشسانی استخوان و کاشتنی زیست خنثی بودن و خوردگی این آلیاژ در محیط بدن استفاده از این آلیاژ را در محیط بدن با چالشهایی مواجه کرده است به همین دلیل هدف از این پژوهش ساخت آلیاژ وایتالیوم پایه کبالت به صورت متخلخل داربست و با استفاده از ماده تخلخلساز به منظور بهبود رفتار مکانیکی و ایجاد تطابق مکانیکی بین کاشتنی و استخوان و پوشش دهی شیشه زیستی 58S بر روی این زیرالیه جهت بهبود رفتار زیست فعالی و خور دگی در این آلیاژ میباشد به همین منظور ابتدا عملیات برادهبرداری و 2 ساعت آسیاب کاری بر روی آلیاژ صورت پذیرفت سپس مخلوط سازی پودر حاصل از آسیاب کاری با 5 درصد وزنی ماده متخلخل ساز آمونیوم هیدروژن کربنات و محلول 52 درصد وزنی پلی وینیل الکل و حرارت دهی در 571 و1521 درجه سانتیگراد به مدت 3 و 2 ساعت زیرالیه وایتالیومی متخلخل با 562 3 417 63 تخلخل حاصل گردید در مرحله دوم به منظور بهبود رفتار زیست فعالی و خوردگی آلیاژ وایتالیوم متخلخل شیشه زیستی 58S بر روی زیرالیه متخلخل با روش سل ژل به تعداد 3 4 و 5 بار غوطه وری پوشش داده شده و در اتمسفر محیط و دمای 16 درجه سانتیگراد به مدت 84 ساعت خشک گردید پس از انجام عملیات خشک کردن و تفجوشی در دمای 116 درجه سانتیگراد با نرخ 11 درجه سانتیگراد بر دقیقه به مدت 1 ساعت درون کوره قرار داده شد تا پوشش بر ر وی زیرالیه تثبیت گردد در نتیجه بعد از انجام آنالیز پراش پرتوایکس بر روی نمونه وایتالیوم متخلخل تفجوشی شده مشخص شد که تمامی فازهای کبالت تشکیل شده پس از تفجوشی به صورت فاز گاما و با ساختار کریستالی FCC بود آزمون فشار بر روی نمونههای متخلخل استحکام فشاری و مدول فشاری به ترتیب برابر با 42 1 48 27 مگاپاسکال 21 1 14 1 گیگاپاسکال را نشان داد میزان تخلخل حاصله بعد از پوشش دهی به میزان 2 درصد کاهش یافت همچنین با بررسی آزمون زیستفعالی مشاهده گردید که نمونه دارای پوشش در مقایسه با نمونه بدون پوشش زیستفعالی باالتری دارد عالوه بر این آزمون طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی بیان نمود که نمونه های بدون پوشش و با پوشش شیشه زیستی مقاومت به خوردگی به ترتیب در حدود 112 کیلواهم و 142 کیلواهم در آزمون طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی را دارا بودند در نهایت با بررسی آزمون های پالریزاسیون پتانسیودین امیک و میکروسکوپ الکترونی مشخص گردید که پتانسیل خوردگی و جریان خوردگی در نمونه بدون پوشش به ترتیب برابر با 611 1 81 1 ولت و 511 1 5511 1 میکروآمپر بر سانتیمتر مربع شده که پس از پوشش دهی با مرتبه غوطه وری 5 این مقادیر به 511 1 821 1 ولت و 111 1 2111 1 میکروآمپربر سانتیمتر مربع تغییر یافت و این موضوع نشان از افزایش مقاومت به خوردگی نمونه پس از پوشش دهی دارد کلمات کلیدی آلیاژ وایتالیوم پوشش شیشه زیستی رفتار خوردگی زیست فعالی سل ژل
چكيده انگليسي :
21AbstractCobalt base alloys especially Vitallium are used in medical implants due to theirexcellent mechanical properties and good biocompatibility but many limitations such asmechanical mismatch between the bone and implant bioinactivity and corrosionresistance of this alloy in the body fluid is a challenge in using this alloy in implants For this reason this study aimed to fabricate a porous cobalt based alloy scaffold witha space holder in order to decrease mechanical mismatch between implant and bone andcoat the 58S bioglass on this substrate to improve bioactivity and corrosion behavior ofthis alloy For this purpose the machining and 9h milling process have been carried out After blending the Vitallium powder with 5 wt of ammonium hydrogen carbonateand 95wt polyvinyl alcohol solution and heating at 175 and 1250 C for 3 and 2 h the porous substrate with 36 714 3 965 porosity was achieved In the second step inorder to improve bioactivity and corrosion behavior of the porous Vitallium alloy 58Sbioglass coating was coated on a porous substrate with 3 4 and 5 cycles dipping via sol gel method and dried in ambient atmosphere and temperature of 60 C for 48h Afterdrying coating sintered at 600 C with a heating rate of 10 C min for 1h to stabilizecoating on the substrate As a result XRD patterns of porous Vitallium showed that allphases of cobalt after sintering were in the form of a phase with FCC crystallinestructure Compressive strength and compression modulus after carrying outCompression test on porous Vitallium were achieved 79 84 0 24 MPa and 0 4 0 02GPa respectively Furthermore porous content decreased by 2 with coating 58Sbioactive glass on the porous substrate Bioactivity test represented that coated samplehad significant in vivo bioactivity in comparison with the non coated sample Also electrochemical impedance spectroscopy test polarization resistance of samples withoutand with 58S bioglass coating were about 200 K and 240 K respectively Finally the potentiodynamic polarization test illustrated that corrosion current density andcorrosion potential of the uncoated sample was 0 180 0 016 V and 0 0055 0 005 A cm2 respectively With 5 dip coating cycles these values have been changed to0 098 0 005 V and 0 0009 0 001 A cm2 indicating an increase in the corrosionresistance of the sample Keywords Vitallium alloy Bioglass coating Corrosion behavior Bioactivity Sol gel
استاد راهنما :
مهدي احمديان
استاد مشاور :
مسعود عطاپور
استاد داور :
رحمت الله عمادي، عبدالمجيد اسلامي
