Skip to main content
SUPERVISOR
Masoud Atapoor,Hossein Edris
مسعود عطاپور (استاد راهنما) حسین ادریس (استاد راهنما)
 
STUDENT
Masumeh Alaei Avargani
معصومه علائی اورگانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1395

TITLE

Evalution of corrosion and bioactivity behavior of chitosan-bioactive glass nanocomposite coatings on AZ91 magnesium alloy by electrophoretic deposition method
The purpose of this study was to optimize the biodegradability, bioactivity of magnesium alloy without anodized and anodized using nanocomposite coating of chitosan-bioactive glass by electrophoretic deposition and to study the amount of bioactive glass on coating behavior. In order to achieve this goal, first, nanopowder of bioactive glass was synthesized by sol-gel method. Then, the coating of chitosan-bioactive glass with different concentrations of bioactive glass (0.4, 0.8 and 1.2 g / l) at a voltage of 10 volts over a period of five minutes by electrophoretic deposition on magnesium alloy applied. Characterization of nanoparticles of bioactive glass and coatings was performed using scanning electron microscopy (SEM) equiped with Energy Dispersive Spectroscopy Energy Dispersive X-ray Spectroscopy, (EDS), X-ray diffraction (XRD) and Fourier Transform infrared Spectroscopy (FTIR). Hydrophobicity and roughness of coating surfaces were evaluated using roughness and wetting angle measurements, respectively. Investigating the adhesion of coatings to the substrate did using a tensile strength test. The biodegradability of coatings in the short term was evaluated using potentiodynamic polarization and electrochemical impedance spectroscopy tests. Biodegradability and bioactivity evaluation of coatings did over a period of 7 days by immersion of samples in a fluid body simulated solution (SBF) and determination of hydroxyapatite formation on the surface of coatings did using SEM equipped with EDS, XRD and FTIR. The results of the morphology of the coatings showed that by reducing the amount of bioactive glass, a more uniform coating would be created. All coatings showed good adhesion strength and the coating containing 0.4g/l of bioactive glass exhibited the highest adhesion strength. The roughness test also showed that by decreasing the amount of bioactive glass, the roughness of the coating surface decreases. The wettability test showed an increase of hydrophobicity coating by increasing the amount of bioactive glass. Also, the results of electrochemical corrosion tests showed that all coatings can control the degradability of magnesium alloy, however, the coating containing 0.4 g / l of bioactive glass showed better corrosion resistance. Therefore, the coating containing 0.4 g / l of bioactive glass was selected as the optimum coating. In order to further control the biodegradability of magnesium alloy, an optimum coating was applied to anodized magnesium alloy. The results showed that anodizing has a significant effect on increasing the corrosion resistance and adhesion of optimum coating. Keywords: Magnesium alloy, Bioactive glasses, Chitosan, Nanocomposite coating, Electrophoretic deposition, Anodizing
هدف از پژوهش حاضر، بهینه سازی رفتار زیست تخریب پذیری، زیست فعالی آلیاژ منیزیم بدون آندایز و آندایز شده با استفاده از پوشش نانوکامپوزیتی شیشه زیست فعال – کیتوسان به روش رسوب دهی الکتروفورتیک و بررسی مقدار شیشه زیست فعال بر رفتار پوشش است. در راستای این هدف، ابتدا نانو پودر شیشه زیست فعال به روش سل-ژل سنتز شد. سپس، پوشش شیشه زیست فعال-کیتوسان با غلظت­های مختلف شیشه زیست فعال (4/0، 8/0 و 2/1 گرم بر لیتر) در ولتاژ 10 ولت در مدت زمان پنج دقیقه به روش رسوب دهی الکتروفورتیک بر روی آلیاژ منیزیم اعمال شد. مشخصه یابی نانو پودر شیشه زیست فعال و پوشش­های ایجاد شده با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مجهز به آنالیز عنصری (EDS)، پراش پرتو ایکس (XRD) و طیف سنجی جذب مادون قرمز (FTIR) انجام شد. آب دوستی و زبری سطح پوشش­ها به ترتیب با استفاده از زبری سنج و اندازه گیری زاویه ترشوندگی مورد ارزیابی قرارگرفت. بررسی میزان چسبندگی پوشش­ها به زیرلایه با استفاده از آزمون استحکام کششی انجام شد. زیست تخریب پذیری پوشش­ها در کوتاه مدت با استفاده از آزمون­های پلاریزاسیون پتانسیودینامیک و طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی ارزیابی شد. ارزیابی زیست فعالی و زیست تخریب پذیری پوشش­ها در مدت زمان 7 روز از طریق غوطه وری نمونه­ها در محلول شبیه سازی شده سیال بدن (SBF) و بررسی تشکیل هیدروکسی آپاتیت بر روی سطح پوشش­ها با استفاده از SEM مجهز به EDS ، XRD و FTIR انجام شد. نتایج حاصل از مورفولوژی پوشش­ها نشان دادند که با کاهش مقدار شیشه زیست فعال، پوشش یکنواخت­تری ایجاد می­شود. همه پوشش­ها استحکام چسبندگی خوبی را نشان دادند و پوشش حاوی 4/0 گرم بر لیتر شیشه زیست فعال بیشترین استحکام چسبندگی را نشان داد. آزمون زبری سنجی نیز نشان داد که با کاهش مقدار شیشه زیست فعال زبری سطح پوشش کاهش می­یابد. آزمون تر شوندگی افزایش آب دوستی پوشش را با افزایش مقدار شیشه زیست فعال نشان داد. همچنین نتایج حاصل از آزمون­های الکتروشیمیایی خوردگی نشان دادند که همه پوشش­ها می­توانند سرعت زیست تخریب پذیری آلیاژ منیزیم را کنترل کنند، با این وجود پوشش حاوی 4/0 گرم بر لیتر شیشه زیست فعال مقاومت به خوردگی بهتری را نشان داد. بنابراین، پوشش حاوی 4/0 گرم بر لیتر شیشه زیست فعال به عنوان پوشش بهینه انتخاب شد. به منظور کنترل بیشتر زیست تخریب پذیری آلیاژ منیزیم، پوشش بهینه بر روی آلیاژ منیزیم آندایز شده اعمال و مشخصه یابی شد. نتایج نشان دادند که آندایزینگ تاثیر چشمگیری در افزایش مقاومت به خوردگی پوشش بهینه و چسبندگی پوشش دارد. کلمات کلیدی: آلیاژ منیزیم، شیشه­های زیست فعال، کیتوسان ، پوشش­ نانوکامپوزیتی، رسوب دهی الکتروفورتیک ، آندایزینگ

ارتقاء امنیت وب با وف بومی