15630

15630

ميكروماشين كاري سطوح استيل و تيتانيوم با ليزرهاي پالسي

دكتري

فيزيك اتمي - مولكولي

اسفند ماه 1394

اسفند ماه 1394

دكتر محمود ملاباشي - دكتر خسرو معدني پور

فيزيك

چكيده فلزات تيتانيوم و استيل كم كربن L316 علاوه بر كاربردهاي گسترده در صنايع مختلفي همچون هوافضا، خودروسازي، كشتي سازي و ساخت ادوات صنعتي، در زمره¬ي مواد مورد استفاده در ساخت كاشتني (ايمپلنت)¬ هاي پزشكي مي¬باشند. در اين رساله تغييرات مورفولوژي سطح و ساير خواص زيست سازگاري اين مواد در اثر پرتودهي ليزري مورد مطالعه قرار گرفته اند. ليزرهاي نانوثانيه بنا به اثرات حرارتي، معمولا براي بهينه سازي سطوح بكار گرفته نمي¬شوند. با اين حال در اين رساله مطالعات منسجمي در اين راستا انجام شده و نتايج جالب توجهي ارائه گرديده¬اند. در كنار بررسي اثرات پارامترهاي مختلف ليزري همچون طول موج ليزر، دُز تابشي و شاريدگي ليزر، نقش اتمسفر پرتودهي نيز مورد ارزيابي قرار گرفته است. با انجام انواع آزمون¬هاي فيزيكي و شيميايي، مكانيسم تشكيل الگوهاي سطحي مورد مطالعه قرار گرفته و شرايط بهينه براي كاربردهاي پزشكي معرفي گرديده است. علاوه بر تغييرات مورفولوژي، تحولات شيمي سطح، زبري، انرژي و ترشوندگي اين فلزات نسبت به آب و روغن مطالعه شده و مورد بحث قرار گرفته اند. بررسي وابستگي زماني اين تحولات، از جمله¬ي ديگر اهداف اين رساله بوده و راهكارهاي حفظ دراز مدت ترشوندگي القايي ليزري نيز مورد بررسي قرار گرفته اند. در ادامه بر روي شرايط بهينه ايجاد الگوهاي خطي متناوب بر روي نمونه¬هاي تابش ديده با ليزرهاي فمتوثانيه تمركز گرديده و ضمن بررسي تحولات مورفولوژي در شرايط مختلف ميكروماشين¬كاري، امكان ساخت سطوحي بزرگ ابعاد كه بصورت يكنواخت پوشيده از ساختارهاي متناوب خطي در يك راستاي معين باشند، مورد مطالعه قرار گرفته است. در اين رساله براي اولين بار و با الهام از مشاهدات طبيعي، به لحاظ پديده شناسي در مورد دليل تشكيل اين ساختارهاي خطي متناوب بر روي فلزات پرتو ديده، مدلي فيزيكي و مفهومي پيشنهاد گرديده است، كه تصور مي¬گردد از ابهامات موجود در پيشنهادات قبلي به دور مي¬باشد. در صورتي كه اين مدل در آينده بصورت رياضي فرمول بندي گردد، به احتمال زياد قادر به پيش¬بيني شرايط واقعي قبل از هرگونه اقدام تجربي و صرف هزينه¬هاي اضافي خواهد بود. كليد واژه: ميكرو ماشين كاري ليزري، استيل، تيتانيوم، مورفولوژي سطح، آب¬دوستي، ليزر نانوثانيه، ليزر فمتوثانيه