Skip to main content
SUPERVISOR
حمیدرضا سلیمی جزی (استاد راهنما) وجیه السادات مرتضوی (استاد مشاور) محمدحسین فتحی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Mitra Kheirkhah
میترا خیرخواه

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.
اخیرا پوشش های فورستریت به عنوان یک گزینه مناسب جهت کاربردهای بیوسرامیکی مورد توجه محققین قرار گرفته است. هدف از این پژوهش، آماده سازی، پوشش دهی و مشخصه یابی پوشش فورستریت نانوساختار به روش سل-ژل بر روی فولاد زنگ نزن 316ال بود. نانوپودر فورستریت به روش سل-ژل تهیه شد و سپس ساختار فازی آن به کمک تکنیک پراش پرتو ایکس (XRD) ارزیابی شد. پوشش فورستریت با تکنیک غوطه وری سل-ژل بر روی فولاد زنگ نزن 316ال اعمال گردید. مورفولوژی و ریزساختار سطح پوشش فورستریت به کمک میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) بررسی گردید. از روش پراش پرتو ایکس (XRD) و آنالیز توزیع انرژی پرتو ایکس (EDX) نیز برای مشخص نمودن ساختار فازی و عناصر موجود در پوشش استفاده شد. آزمون الکتروشیمیایی خوردگی پلاریزاسیون پتانسیودینامیکی و همچنین آزمون طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی در محلول فیزیولوژیکی شبیه سازی شده بدن به منظور مقایسه رفتار خوردگی نمونه های فولادی پوشش داده شده با فورستریت و بدون پوشش انجام گرفت. همچنین آزمون خوردگی به منظور بررسی تاثیر عملیات حرارتی دمای بالا بر روی فولاد زنگ نزن 316ال قبل و بعد از عملیات حراتی انجام شد. آزمون ارزیابی زیست فعالی بر روی پوشش های فورستریت در محلول شبیه سازی شده بدن انجام گرفت. نتایج حاکی از تشکیل پوشش نانوساختار فورستریت بدون ترک و یکنواخت به روش سل-ژل بر روی زیرلایه فولادی بود. اندازه کریستالیته پوشش های فورستریت حاصل در حدود 40 نانومتر اندازه گیری شد. مقاومت خوردگی زیرلایه توسط پوشش بهبود داده شد و چگالی جریان خوردگی در نمونه های پوشش دار کمتر از نمونه های بدون پوشش بود. در حین پوشش دهی بخاطر اسیدی بودن محیط سل فورستریت، لایه اکسیدی تشکیل شده بر روی زیرلایه مانع از رسیدن محلول الکترولیت به زیرلایه گردید. نتایج نشان دهنده زیست فعال بودن پوشش فورستریت بود. کلمات کلیدی: فورستریت، سل-ژل، فولاد زنگ نزن، الکتروشیمیایی، مقاومت خوردگی، زیست فعالی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی