• شماره ركورد
    33556
  • پديد آورنده

    عرفان فاتحي

  • عنوان
    بررسي اثر پوشش دهي هيدروكسي آپاتيت (HA) بر خواص مكانيكي و زيست تخريب پذيري آلياژMg-Zn-Sr-Cu
  • مقطع تحصيلي
    كارشناسي ارشد
  • رشته تحصيلي
    مهندسي مواد و متالورژي
  • سال تحصيل
    1401
  • تاريخ دفاع
    1404/05/11
  • استاد راهنما
    سركار خانم دكتر مريم صالحي
  • استاد مشاور
    -
  • دانشكده
    مهندسي مواد و متالورژي
  • چكيده
    با هدف ارتقاي خواص مكانيكي و زيست‌تخريب‌پذيري آلياژ منيزيمي Mg-3Zn-2Sr-1Cu به‌عنوان يكي از گزينه‌هاي نوظهور براي ايمپلنت‌هاي ارتوپدي موقتي، در اين پژوهش از پوشش‌دهي هيدروكسي‌آپاتيت (HA) به روش سل-ژل استفاده شد. پس از اعمال پوشش، نمونه‌ها در دماهاي 300، 350، 400، 450 و 500 درجه سانتي‌گراد تحت عمليات حرارتي قرار گرفتند و از منظر ريزساختار، سختي و رفتار خوردگي مورد بررسي قرار گرفتند. نتايج آزمون ميكروسختي نشان داد كه پوشش HA به‌طور قابل‌توجهي موجب افزايش سختي سطحي آلياژ شد؛ به‌طوري‌كه مقدار سختي از 88.7 HV در نمونه بالك به 163.6 HV در نمونه پخت‌شده در دماي 400 درجه و به حداكثر مقدار 181.8 HV در دماي 450 درجه افزايش يافت. با اين حال، دماي 400 درجه به‌عنوان دماي بهينه تعيين گرديد، چراكه تركيبي متعادل از سختي مطلوب، يكنواختي پوشش و عملكرد خوردگي ارائه داد. در آزمون پلاريزاسيون پتانسيوديناميك در محلول شبيه‌ساز مايعات بدن (SBF)، چگالي جريان خوردگي (Icorr) در نمونه بدون پوشش برابر با 0.92 μA/cm² بود، كه در نمونه‌ پوشش‌خورده در دماي 400 درجه به 0.29 μA/cm² تغيير يافت. مقاومت قطبشي (Rp) نيز از مقدار اوليه 1120.1 Ω در نمونه بالك به 1348.9 Ω در دماي 400 درجه افزايش يافت. در نتيجه، نرخ خوردگي نمونه بدون پوشش برابر با 0.114 mm/year اندازه‌گيري شد كه اين مقدار در نمونه پوشش‌خورده با دماي 400 درجه به 0.036 mm/year كاهش يافت، كه نشان‌دهنده كاهش بيش از 3 برابري در نرخ تخريب زيستي مي‌باشد. در مجموع، يافته‌ها نشان مي‌دهند كه پوشش‌دهي HA به روش سل-ژل و عمليات حرارتي در دماي 400 درجه سانتي‌گراد مي‌تواند به‌طور هم‌زمان خواص مكانيكي و مقاومت زيستي آلياژ Mg-3Zn-2Sr-1Cu را به‌طور چشمگيري بهبود داده و آن را به گزينه‌اي مستعد براي كاربردهاي زيست‌پزشكي موقتي تبديل كند.
  • تاريخ ورود اطلاعات
    1404/05/26
  • عنوان به انگليسي
    Investigating the Effect of Hydroxyapatite (HA) Coating on the Mechanical Properties an‎d Biodegradability of Mg-3Zn-2Sr-1Cu Alloy
  • تاريخ بهره برداري
    1/1/1900 12:00:00 AM
  • دانشجوي وارد كننده اطلاعات

    عرفان فاتحي

  • چكيده به لاتين
    Aiming to enhance the mechanical properties an‎d biodegradability of the magnesium-based alloy Mg-3Zn-2Sr-1Cu, considered a promising can‎didate for temporary orthopedic implants, this study employed hydroxyapatite (HA) coating via the sol-gel method. Following coating, the samples were heat-treated at 300, 350, 400, 450, an‎d 500 °C, an‎d their microstructure, hardness, an‎d corrosion behavior were systematically eva‎luated. Microhardness measurements revealed that the HA coating significantly improved the surface hardness of the alloy, increasing from 88.7 HV in the bare sample to 163.6 HV for the sample heat-treated at 400 °C, an‎d reaching a maximum of 181.8 HV at 450 °C. However, 400 °C was identified as the optimal sintering temperature due to its balanced combination of favorable hardness, uniform coating structure, an‎d superior corrosion performance. In potentiodynamic polarization tests conducted in simulated body fluid (SBF), the corrosion current density (Icorr) decreased from 0.92 μA/cm² in the uncoated alloy to 0.29 μA/cm² in the HA-coated sample sintered at 400 °C. Likewise, the polarization resistance (Rp) increased from 1120.1 Ω to 1348.9 Ω. As a result, the corrosion rate was reduced from 0.114 mm/year for the bare sample to 0.036 mm/year for the coated sample at 400 °C, indicating a more than threefold improvement in biodegradation resistance. In conclusion, HA coating via the sol-gel method combined with heat treatment at 400 °C can simultaneously enhance the mechanical an‎d biological performance of Mg-3Zn-2Sr-1Cu alloy, making it a highly promising material for temporary biomedical implant applications.
  • كليدواژه هاي فارسي
    پوشش هيدروكسي آپاتيت (HA) , روش سل-ژل , آلياژ Mg-3Zn-2Sr-1Cu , نرخ خوردگي , سنجش سختي در مقياس ميكرو , زيست تخريب پذيري , مقاومت در برابر پلاريزاسيون
  • كليدواژه هاي لاتين
    Mg-Zn-Sr-Cu alloy , hydroxyapatite coating , sol-gel method , microhardness , corrosion rate , biodegradability , polarization resistance
  • Author
    Erfan Fatehi
  • SuperVisor
    Dr. Maryam Salehi