شماره ركورد
34275
پديد آورنده
سيداشكان قريشي زاده
عنوان
مطالعه اثر فرايند ECAP بر عمر خستگي و خوردگي بيوكامپوزيت پايه منيزيمي
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي مكانيك-ساخت و توليد
سال تحصيل
1401
تاريخ دفاع
1404/07/16
استاد راهنما
دكتر محمد صديقي
استاد مشاور
-
دانشكده
مهندسي مكانيك
چكيده
بيوكامپوزيتهاي منيزيمي به دليل خواص زيست سازگاري و زيست تجزيه پذيري خود و همچنين حذف جراحي ثانويه براي خارج كردن آن از بدن در كاربردهاي پزشكي نظير ارتوپدي و قلب و عروق به طور ويژهاي مورد توجه قرار گرفته است. با اين وجود، نرخ خوردگي بالاي منيزيم، كاهش استحكام بر اثر خوردگي در طول گذشت زمان و ضعف خواص مكانيكي اين نوع كامپوزيتها در برابر بارگذاري خستگي سبب شده است كه بهبود عمر خستگي و خوردگي آنها امري چالش برانگيز باشد. در همين راستا نياز است تا فرايندهاي اصلاحي بر روي آنها صورت گيرد تا مقاومت به خوردگي و خستگي افزايش يابد. در اين پايان نامه، كامپوزيتسازي به كمك ذرات زيست سازگار هيدروكسيآپاتايت و به كارگيري فرايند پرسكاري در كانال همسان زاويهدار (ECAP) كه به عنوان يكي از روشهاي تغييرشكل پلاستيك شديد (SPD) ميباشد و با ريز كردن ساختار ذرات سبب بهبود عمر خستگي و خوردگي ميشود، مورد بررسي قرار گرفته است. بدين منظور، در ابتدا با استفاده از روش ريختهگري اغتشاشي به كمك همزني مكانيكي-الكترومغناطيسي بيوكامپوزيت 5/2 درصد وزني هيدروكسيآپاتايت/منيزيم ساخته شد. سپس عمليات تكميلي دو مرحله اكستروژن گرم و اعمال چهار پاس فرايند ECAP با استفاده از روش BC در دماي 325 درجه سانتيگراد جهت انجام پژوهش صورت گرفت. نتايج نشان داد پس از دو مرحله عمليات اكستروژن گرم و چهار پاس پرسكاري در كانال همسان زاويهدار، اندازه دانه به زير 5 ميكرومتر كاهش يافته است. همچنين افزايش 45/19% و 18% مقاومت كششي و فشاري پس از اعمال چهار پاس فرايند مشاهده شد. همچنين چهار پاس فرايند ECAP سبب بهبود 6/33% عمر خستگي نسبت به نمونه بيوكامپوزيت شد. علاوه بر آن، چهار پاس فرايند نيز توانست سبب كاهش 4/42% در آزمون پلاريزاسيون، كاهش 54% در آزمون كاهش وزن پس از 336 ساعت و كاهش 4/14% در آزمون پايش PH پس از 336 ساعت در نرخ خوردگي شود. از مهمترين دلايل كاهش نرخ خوردگي ايجاد سريع لايه محافظ بود. همچنين ريزدانه شدن و توزيع مناسب ذرات تقويتكننده سبب بهبود عمر خستگي گرديد.
تاريخ ورود اطلاعات
1404/10/08
عنوان به انگليسي
Investigating The Effect of ECAP on Fatigue and Corrosion of Magnesium-Based Biocomposite
تاريخ بهره برداري
10/8/2026 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
سيد اشكان قريشي زاده
چكيده به لاتين
Magnesium bio-composites have garnered significant attention in medical applications, particularly in orthopedics and cardiovascular fields, due to their biocompatibility, biodegradability, and the elimination of secondary surgeries for implant removal. However, the high corrosion rate of magnesium, strength degradation due to corrosion over time, and poor mechanical property under fatigue loading present significant challenges to improving the fatigue life and corrosion resistance of these composites. Consequently, modification processes are essential to enhance their performance. In this study, the fabrication of composites using biocompatible Hydroxyapatite (HA) particles and the application of Equal Channel Angular Pressing (ECAP) a Severe Plastic Deformation (SPD) technique known for enhancing fatigue life and corrosion resistance through grain refinement were investigated. To this end, a Magnesium/2.5 wt% Hydroxyapatite bio-composite was initially fabricated via stir casting utilizing mechanical-electromagnetic stirring. Subsequently, supplementary processing involving two-stage hot extrusion followed by four passes of ECAP via route Bc at 325°C was conducted. The results indicated that after two stages of hot extrusion and four ECAP passes, the grain size was reduced to below 5 µm. Additionally, increases of 19.45% in tensile strength and 18% in compressive strength were observed following the four-pass process. Moreover, the four-pass ECAP process resulted in a 33.6% improvement in fatigue life compared to the bio-composite sample. Furthermore, the four-pass process led to a significant reduction in the corrosion rate, evidenced by a 42.4% decrease in the polarization test, a 54% decrease in the weight loss test after 336 hours, and a 14.4% decrease in the pH monitoring test after 336 hours. The rapid formation of a protective layer was identified as a primary factor in reducing the corrosion rate, while grain refinement and the uniform distribution of reinforcement particles contributed to the enhanced fatigue life.
كليدواژه هاي فارسي
بيوكامپوزيت منيزيم , تغييرشكل پلاستيك شديد , فرايند پرس كاري در كانال همسان زاويه دار , هيدروكسي آپاتايت , خواص مكانيكي , خستگي , خوردگي
كليدواژه هاي لاتين
Magnesium bio-composite , Severe Plastic Deformation , Equal Channel Angular Pressing , Hydroxyapatite , Mechanical property , Fatigue , Corrosion
Author
Seyed Ashkan Ghoreishizade
SuperVisor
Dr. M. Sedighi