Skip to main content
SUPERVISOR
حميدرضا سليمي جزي (استاد راهنما) وجيه السادات مرتضوي (استاد مشاور) محمدحسين فتحي (استاد راهنما)
 
STUDENT
Mitra Kheirkhah
ميترا خيرخواه

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1390

TITLE

Fabrication and characterization of the nanostructured forsterite coating for improvement of biocompatibility of stainless steel dental and orthopedic implants
The aim of this work was preparation, deposition and characterization of bioactive forsterite coating by sol–gel technique, for biomedical applications such as implants used in dental and orthopedic applications. Forsterite powders were made by sol–gel method. Bioactive forsterite coating was coated on 316L stainless steel (SS) substrate by sol–gel technique. Structural characterization procedures including XRD, SEM and EDX were used to investigate the microstructure and morphology of the coating. Electrochemical potentiodynamic polarization tests were performed in the simulated body fluid solutions at 27 ?C in order to determine and to compare the corrosion behavior of the forsterite coated SS and uncoated specimens as an indication of biocompatibility. The corrosion tests were carried out before and after heat treatment in order to evaluate the effect of heat treatment temperatures on Stainless steel 316L. The forsterite coating was immersed in the simulated body fluid (SBF) solution. Crack-free and homogeneous forsterite coatings were obtained. The forsterite crystalline size was less than 100 nanometers which was necessary for better bioactivity, and preparing a homogeneous coating. The formation of apatite layer in biocompability tests confirmed the bioactivity of the forsterite coating. The forsterite coating also improved corrosion resistance of the 316L SS substrates. The corrosion current density of the coated samples was lower than that for uncoated samples. Results showed that the nanostructured forsterite coating was bioactive and biocompatible. It was concluded that the sol–gel forsterite coating could improve the corrosion behavior of dental and orthopedic metallic implants. Keyword : Characterization, Forsterite, 316L, Crystalline Size, Corrosion, Biocompatibility.
چکيده اخيرا پوشش هاي فورستريت به عنوان يک گزينه مناسب جهت کاربردهاي بيوسراميکي مورد توجه محققين قرار گرفته است. هدف از اين پژوهش، آماده سازي، پوشش دهي و مشخصه يابي پوشش فورستريت نانوساختار به روش سل-ژل بر روي فولاد زنگ نزن 316ال بود. نانوپودر فورستريت به روش سل-ژل تهيه شد و سپس ساختار فازي آن به کمک تکنيک پراش پرتو ايکس (XRD) ارزيابي شد. پوشش فورستريت با تکنيک غوطه وري سل-ژل بر روي فولاد زنگ نزن 316ال اعمال گرديد. مورفولوژي و ريزساختار سطح پوشش فورستريت به کمک ميکروسکوپ الکتروني روبشي (SEM) بررسي گرديد. از روش پراش پرتو ايکس (XRD) و آناليز توزيع انرژي پرتو ايکس (EDX) نيز براي مشخص نمودن ساختار فازي و عناصر موجود در پوشش استفاده شد. آزمون الکتروشيميايي خوردگي پلاريزاسيون پتانسيوديناميکي و همچنين آزمون طيف سنجي امپدانس الکتروشيميايي در محلول فيزيولوژيکي شبيه سازي شده بدن به منظور مقايسه رفتار خوردگي نمونه هاي فولادي پوشش داده شده با فورستريت و بدون پوشش انجام گرفت. همچنين آزمون خوردگي به منظور بررسي تاثير عمليات حرارتي دماي بالا بر روي فولاد زنگ نزن 316ال قبل و بعد از عمليات حراتي انجام شد. آزمون ارزيابي زيست فعالي بر روي پوشش هاي فورستريت در محلول شبيه سازي شده بدن انجام گرفت. نتايج حاکي از تشکيل پوشش نانوساختار فورستريت بدون ترک و يکنواخت به روش سل-ژل بر روي زيرلايه فولادي بود. اندازه کريستاليته پوشش هاي فورستريت حاصل در حدود 40 نانومتر اندازه گيري شد. مقاومت خوردگي زيرلايه توسط پوشش بهبود داده شد و چگالي جريان خوردگي در نمونه هاي پوشش دار کمتر از نمونه هاي بدون پوشش بود. در حين پوشش دهي بخاطر اسيدي بودن محيط سل فورستريت، لايه اکسيدي تشکيل شده بر روي زيرلايه مانع از رسيدن محلول الکتروليت به زيرلايه گرديد. نتايج نشان دهنده زيست فعال بودن پوشش فورستريت بود. کلمات کليدي: فورستريت، سل-ژل، فولاد زنگ نزن، الکتروشيميايي، مقاومت خوردگي، زيست فعالي

ارتقاء امنیت وب با وف بومی