Skip to main content
SUPERVISOR
Mohammad Hosein Fathi,Fakhreddin Ashrafizadeh
محمدحسین فتحی (استاد مشاور) سیدفخرالدین اشرفی زاده (استاد راهنما)
 
STUDENT
Azadeh Ashrafizadeh
آزاده اشرفی زاده

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1384

TITLE

Characterization of Thermal Oxidation Process and Chemical Pre-treatment of Titanium for Biomedical Applications
In this research work, the influence of thermal oxidation treatment on corrosion behavior, bioactivity and improving of surface characteristics of titanium has been investigated. Thermal oxidation treatments were carried out at 400- 800 ?C by a heating rate of 5 ?C / min in a conventional muffle furnace under air atmosphere for 1 h followed by cooling in the furnace. The chemical treatment of samples was performed before thermal oxidation process. For this purpose, some samples were completely dipped in acidic solution for a few minutes. Others were soaked in 5M NaOH solutions at 60°C for 10 h. Corrosion resistance (Tofel curves) and bioactivity were investigated in simulated body fluid. For the evaluation of surface characteristics of oxidized samples, instruments such as SEM equipped with EDS, XRD, optical microscopy observation, hardness test, TGA, GDOS and adhesion tests using a scotch tape were used. It is proposed that thermal oxidation process can induce an adherent oxide layer, supported by an oxygen diffusion zone beneath it. With increasing oxidation temperature, the hardness parameter of surface was increased. The treatment can also improve corrosion resistance for both types of chemical treatments. The effect of oxidation processing on bioactivity of samples, which were dipped in NaOH solution, is higher than other specimens. The maximum corrosion resistance and bioactivity were obtained at 600°C. It is concluded that thermal oxidation of titanium can be successfully done in air. This treatment can greatly influence both corrosion resistant and bioactivity behaviour.
در این پژوهش، فرایند اکسیداسیون حرارتی به عنوان روشی جهت بهبود خواص سطحی تیتانیم ارزیابی شد و تاثیر آن بر رفتار خوردگی و زیست فعالی تیتانیم مورد بررسی قرار گرفت. از اهداف اولیه این تحقیق امکان سنجی انجام اکسیداسیون حرارتی تیتانیم در کوره هوا به منظور ساده‌سازی این فرایند بود. فعالسازی نمونه‌ها قبل از اکسیداسیون به دو صورت انجام شد؛ تعدادی از نمونه‌ها فقط در محلول اسیدی برای چند دقیقه غوطه ور شد و تعدادی دیگر در محلول قلیایی NaOH در دمای C°60 به مدت 10 ساعت قرار گرفتند. آزمون اکسیداسیون در محدوده دمایی C°800-400 در اتمسفر معمول کوره مقاومتی انجام شد. نمونه‌ها با نرخ °C/min5 تا دمای مورد نظر گرم شده، به مدت یک ساعت در آن دما قرار گرفته و سپس در کوره تا دمای محیط سرد شدند. بررسی مقاومت خوردگی و رفتار زیست فعالی نمونه‌های عملیات شده در محلول‌های مشابه بدن انجام گرفت. ارزیابی خواص سطحی با استفاده از SEM، EDX، متالوگرافی، سختی سنجی، TGA، GDS و نوار چسب صورت پذیرفت. نتایج بدست آمده حاکی از آن بود که اکسیداسیون حرارتی موجب ایجاد لایه اکسیدی و منطقه ای نفوذی در زیر آن می‌شود و سخت شدن سطح را به دنبال دارد که افزایش دما این پدیده را تشدید می‌کند. آزمون‌های پلاریزاسیون پتانسیودینامیکی نشان داد که فرایند اکسیداسیون حرارتی موجب بهبود رفتار خوردگی می‌شود . روند مشاهده شده برای هر دو نوع فعالسازی مشابه بود ولی نمونه‌های قلیایی شده مقاومت خوردگی بهتری نشان دادند. نمونه‌های اکسیداسیون حرارتی شده در دماهای C°400 و C°500 زیست فعالی کمی از خود نشان دادند. نمونه‌هایی که قبل از اکسیداسیون حرارتی قلیایی شده بودند رفتار زیست فعال مناسبی نشان دادند و دمای C°600 به عنوان دمای مناسب برای ایجاد رفتار زیست فعالی و خوردگی مناسب شناخته شد. جمع بندی یافته های تحقیق حاضر نشان می دهد که اکسیداسیون حرارتی تیتانیم در هوا امکان پذیر است و بر هر دو خصوصیت خوردگی و زیست فعالی، تاثیر دارد. بهینه سازی فرایند با توجه به این دو مشخصه بطور همزمان توسط محققین قبلی مدنظر قرار نگرفته است.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی