• شماره ركورد
    30943
  • پديد آورنده

    پوريا حبيب زاده اصل ممقاني

  • عنوان
    بررسي خواص تريبولوژي و زيست‌سازگاري پوشش كربني الماس‌گون (DLC) ايجادشده روي تيتانيم به روش الكتروليز ولتاژ پائين
  • مقطع تحصيلي
    كارشناسي ارشد
  • رشته تحصيلي
    مهندسي مواد و متالورژي- شناسايي و انتخاب مواد مهندسي
  • سال تحصيل
    1399
  • تاريخ دفاع
    1402/9/28
  • استاد راهنما
    عليرضا ذاكري
  • استاد مشاور
    ندارم
  • دانشكده
    مهندسي مواد و متالورژي
  • چكيده
    در تحقيق حاضر اثر لايه‌نشاني كربن الماس‌گون جهت اصلاح سطح آلياژ Ti6Al4V با بررسي خواص تريبولوژي و زيست‌سازگاري آن به كمك روش الكترونهشت در پتانسيل اعمالي 16 ولت مورد ارزيابي قرار گرفت. در اين راستا، اثر متغيرهاي فرايند لايه‌نشاني همچون غلظت مواد تشكيل‌دهنده حمام الكتروليت، فاصله بين‌الكترودي، پتانسيل اعمالي، دما و زمان بر كيفيت پوشش تشكيل‌شده مورد مطالعه قرار گرفت. ماهيت و مشخصات ساختاري پوشش به دست‌آمده در بهترين شرايط عملياتي به كمك طيف‌سنجي رامان شناسايي و معلوم شد كه نسبت ID/IG برابر با 92/1، محتوايsp3 20٪، خوشه‌هاي كربني به ابعاد 01/10 نانومتر و چگالي آن g/cm337/1 است. در تكميل طيف‌سنجي رامان، از آزمون GIXRD ساختار بي‌شكل پوشش و از طيف‌سنجي FT-IR تشكيل پوشش كربن الماس‌گون هيدروژن‌دار (a-C:H) شناسايي ‌شد. ميكروسكوپ FE-SEM براي بررسي‌هاي ريزساختاري مقطع پوشش و مورفولوژي سطح استفاده و ضخامتي به اندازه µm 17/0± 74/1 شناسايي شد. از سوي ديگر، خواص تريبولوژي پوشش به كمك تصاوير AFM و آزمون نانوسختي مورد سنجش قرارگرفت كه پوشش ايجادشده داراي سختي GPa12/0± 09/4 و زبري سطحي nm 21/15 است. در آخر، خواص زيست‌سازگاري پوشش ايجادشده از طريق آزمون‌هاي آنتي‌باكتريال، ارزيابي زنده‌ماني سلولي (MTT)، خوردگي در محلول شبيه‌سازي شده بدن و زيست تخريب‌پذيري بررسي شد. نتايج به‌دست آمده از ارزيابي خواص زيست‌سازگاري حاكي از نرخ زنده‌ماني 03/0± 12/91 درصد با زاويه‌تماسي 6/2± 7/70 درجه‌اي مي‌باشد. همچنين، با توجه به انجام آزمون‌هاي پلاريزاسيون پتانسيوديناميك و طيف‌سنجي امپدانس پوشش لايه‌نشاني شده مي‌تواند بازدارندگي 40/24 درصدي در مقابل محيط خورنده شبيه‌سازي شده بدن براي زيرلايه تيتانيمي ايجاد كند، كه پوششي آينده‌دار براي كاربردهاي پزشكي را نويد مي‌دهد.
  • تاريخ ورود اطلاعات
    1403/03/22
  • عنوان به انگليسي
    Investigation of tribological properties and biocompatibility of diamond-like carbon coating (DLC) created on titanium by low voltage electrolysis method
  • تاريخ بهره برداري
    12/18/2024 12:00:00 AM
  • دانشجوي وارد كننده اطلاعات

    پوريا حبيب زاده اصل ممقاني

  • چكيده به لاتين
    In the current research, the effect of diamond-like carbon coating to modify the surface of Ti6Al4V alloy was eva‎luated by examining its tribological properties and biocompatibility using the Electrolytic deposition (Electrodeposition) method at an applied potential of 16 volts. In this regard, the effect of deposition process variables such as the concentration of constituents of the electrolyte bath, inter-electrode distance, applied potential, temperature and time on the quality of the formed coating was studied. The nature and structural characteristics of the coating obtained in the best operating conditions were identified with the help of Raman spectroscopy and it was found that the ID/IG ratio is equal to 1.92, the sp3 content is 20%, the carbon clusters are 10.01 nm in size, and its density is 1.37 g/cm3. In the completion of Raman spectroscopy, the amorphous structure of the coating was detected by GIXRD test and the formation of hydrogenated diamond-like carbon coating (a-C:H) was detected by FT-IR spectroscopy. FE-SEM microscope was used to investigate the microstructure of the coating cross-section and the morphology of the used surface and a thickness of 1.74 ± 0.17 µm was detected. On the other hand, the tribological properties of the coating were measured with AFM illustrations, and Nanoindentation, the created coating has a hardness of 4.09 ± 0.12 GPa and a surface roughness of 15.21 nm. Finally, the biocompatibility properties of the created coating were investigated through antibacterial tests, cell viability assay (MTT), corrosion in simulated body fluid and biodegradability. The results obtained from the eva‎luation of biocompatibility properties indicate that the coating is non-toxic and the survival rate is 91.12±0.03% with a contact angle of 70.7±2.6 degrees. Also, according to the potentiodynamic polarization and impedance spectroscopy tests, the deposited coating can provide 24.40% resistance against the simulated corrosive environment of the body for the titanium substrate, which promises a promising coating for medical applications.
  • كليدواژه هاي فارسي
    آلياژ Ti6Al4V , كربن الماس‌گون , خواص زيست‌سازگاري , الكتروليز ولتاژ پايين
  • كليدواژه هاي لاتين
    Ti6Al4V , Diamond-like carbon , Low voltage electrolysis , Biocompatibility properties
  • Author
    Pooriya Habibzade
  • SuperVisor
    Dr. Alireza Zakeri