Skip to main content
SUPERVISOR
Mohammad Hosein Fathi,Kaivan Raissi
محمدحسین فتحی (استاد راهنما) کیوان رئیسی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Ramin Rojaee
رامین روجائی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1389

TITLE

The Effect of the Type of Nanostructured Fluorhydroxyapatite Coating on the Corrosion Behavior and Biodegradation of Mg-alloy as a Human Body Implant
The present investigation is laid on nanostructured fluorhydroxyapatite (FHA) coatings (accompanied with 0%, 25% and 60% Fluorine (F - ) substitution into hydroxyapatite(HA) crystalline structure) on AZ91 magnesium based alloy via sol-gel and electrophoretic deposition (EPD) techniques in order to control magnesium degradation rate for bone implant applications. The first step was followed by nanostructured HA coating via sol-gel method. The coated samples were heat treated up to 400?C for further calcination process. Another group of AZ91 samples was anodized by Micro arc oxidation (MAO) method for the initial surface treatment before EPD. FHA powders were prepared using sol-gel method. The powders were heat treated up to 600?C to synthesize high degree of crystalized powders. EPD method was used to apply the FHA powders on AZ91 samples using a (methanol + FHA) suspension bath. Results revealed that the sol-gel technique is just able to create a pure hydroxyapatite coating on AZ91 samples, while EPD is a promising method in fluoridated HA coatings on AZ91 magnesium based alloy specimens. All coated samples had a striking bioactive surface according to simulated body fluid (SBF) immersion test. A considerable degree of decrease (two times and more) in substrate degradation rate has been occurred in all successful coatings. Zeta potential/conductivity measurements revealed that the homogeneity of FHA coatings will decrease as fluorine percentage increase. Electrochemical polarization tests showed a remarkable reduction in corrosion current densities in FHA coated AZ91 samples versus bare AZ91 specimens. Among these, 25% Fluorine substituted in HA crystalline structure (FHA25) coating on AZ91 specimens possesses the best effects on controlling the magnesium degradation rate which is due to the lower solubility of fluoridated HA coatings incorporating higher amount of F - . Keywords : Magnesium, Fluorhydroxyapatite, Bioactivity, Controlling Degradation Rate, Micro Arc Oxidation, Electrophoretic Deposition.
در پژوهش حاضر تلاش بر آن است که با استفاده از پوشش های بیوسرامیکی فلوئورهیدروکسی آپاتیت با درصدهای متفاوت جایگزینی فلوئور روی زیرلایه ی آلیاژ پایه منیزیم 91 AZبه کمک فرایند سل- ژل و رسوب دهی الکتروفورتیک نرخ آزادسازی یون های فلزی آلیاژ یادشده به ویژه منیزیم را به منظور کاربردهای اورتوپدی کنترل کرد. بدین منظور در مرحله ی نخست، پوشش نانوساختار هیدروکسی‌آپاتیت خالص روی‌ نمونه های آلیاژ پایه منیزیم 91 AZبه روش سل-ژل اعمال شد. نمونه ها در این مرحله تحت دمای عملیات حرارتی 400 درجه ی سانتی گراد عملیات حرارتی شدند تا فرایند تکلیس (کلسینه کردن) آن ها انجام گیرد. در گام دوم، عملیات سطحی آلیاژ پایه منیزیم 91 AZ با استفاده از روش آندایز (اکسیداسیون) پلاسمای جرقه ای انجام شد. پودرهای فلوئورهیدروکسی آپاتیت به روش سل-ژل ساخته شدند و در دمای 600 درجه ی سانتی گراد عملیات حرارتی گردیدند. این دما برای افزایش میزان بلورینگی ساختار پودرهای یادشده انتخاب گردید. پوشش های فلوئورهیدروکسی آپاتیت با درصدهای جایگزینی فلوئور 0%، 25%، و 60% در ساختار هیدروکسی‌آپاتیت خالص با استفاده از روش رسوب دهی الکتروفورتیک روی‌ نمونه های آلیاژ پایه منیزیم 91 AZاعمال شدند. نتایج نشان دادکه در بین پوشش های فلوئورهیدروکسی آپاتیت، روش سل-ژل تنها برای اعمال پوشش هیدروکسی آپاتیت خالص نانوساختار روی‌ نمونه های آلیاژ پایه منیزیم 91 AZ قابل اجراست که البته زیست فعالی و مقاومت به خوردگی قابل ملاحظه ای را از خود نشان داد. همچنین با اعمال پوشش های فلوئورهیدروکسی آپاتیت با درصدهای فلوئور جایگزینی 0%، 25%، 60% فلوئور تئوری در ساختار هیدروکسی آپاتیت خالص بر روی آلیاژ پایه منیزیم 91AZ روش رسوب دهی الکتروفورتیک نیز نرخ تخریب منیزیم به طور چشم گیری کاهش یافته و در عین حال زیست فعالی خوبی نیز در سطح این نمونه ها مشاهده شد. اندازه گیری پتانسیل زتا/ هدایت الکتریکی محلول کلوییدی برای پوشش‌دهی به روش الکتروفورتیک نشان داد که با افزایش میزان فلوئور در ترکیب پوشش های فلوئورهیدروکسی آپاتیت از همگنی پوشش کاسته خواهد شد. نتایج آزمون بررسی نرخ تخریب و آزمون الکتروشیمیایی پلاریزاسیون تافل نشان داد که نمونه ی آلیاژ پایه منیزیم 91 AZبا پوشش 25% فلوئورهیدروکسی آپاتیت به روش رسوب دهی الکتروفورتیک کم ترین نرخ تخریب و کم ترین چگالی جریان خوردگی را در بین سایر نمونه ها داراست. این موضوع را می توان ناشی از نرخ انحلال کم تر پوشش های فلوئورهیدروکسی آپاتیت با افزایش میزان فلوئور در ساختار آن دانست. واژه های کلیدی: آلیاژ منیزیم، فلوئورهیدروکسی‌آپاتیت، زیست فعالی، کنترل نرخ تخریب ، اکسیداسیون پلاسمای جرقه ای، رسوب‌دهی الکتروفورتیک .

ارتقاء امنیت وب با وف بومی