• 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