Skip to main content
SUPERVISOR
Mohammad Hosein Fathi,Kaivan Raissi,Mohmmad ali Golozar
محمدحسین فتحی (استاد راهنما) کیوان رئیسی (استاد مشاور) محمدعلی گلعذار (استاد راهنما)
 
STUDENT
Salimehsadat Saleh
سلیمه السادات صالح

FACULTY - DEPARTMENT

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

TITLE

Preparation and characterization of Forsterite – Hydroxyapatite composite nanostructured coating for biocompatibility improvement of 316 L stainless steel
Hydroxyapatite is chemically similar to the mineral components of bones. It is one of the few materials that are considered bioactive, meaning that it will support bone in growth and osseointegration when used in orthopedic and dental applications. It is expected that the incorporation of a ceramic reinforcement having grain size less than 100 nm would improve mechanical properties. In this work, hydroxyapatite–forsterite composite coatings were prepared using sol-gel method by dipping stainless steel (316L) substrates in a sol containing hydroxyapatite as matrix and forsterite (10, 20, 30 wt%) as reinforcement. The X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive X-ray analysis (EDX) were used to investigate structure and morphology of the coating before and after immersion in simulated body fluid at 37?C. The obtained results showed that apatite layer can be formed on the surface of the coating soaked in simulated body fluid for 1, 2, 3 and 4 weeks, which indicate that this coating possesses good bioactivity. To observe the corrosion behavior, potentiodynamic polarization test was informed in ringer solution. The reduced corrosion current observed for all of the coated samples, confirmed the significant improvement corrosion resistance of the substrates with composite hydroxyapatite-forsterite coating. Results suggested that this composite hydroxyapatite-forsterite coating might be potentially useful for biomedical applications, especially as a coated implant for hard tissue treatment. Key words: nanocomposite, coating, hydroxyapatite, forsterite, bioactivity, corrosion
مطالعات نشان داده است که استفاده از ذرات با اندازه دانه زیر 100 نانومتر به عنوان تقویت کننده در زمینه هیدروکسی آپاتیت می تواند خواص مختلف این بیوسرامیک را بهبود بخشد. به این منظور، از نانو پودر دیگر بیو سرامیک ها مثل فورستریت به عنوان تقویت کننده در زمینه هیدروکسی آپاتیت می توان استفاده کرد. در پژوهش حاضر، پوشش نانوکامپوزیتی هیدروکسی آپاتیت- فورستریت از طریق روش سل ژل و با شیوه غوطه وری زیرلایه فولاد زنگ نزن 316 ال، در سل هیدروکسی آپاتیت اعمال شد. سل هیدروکسی آپاتیت حاوی10، 20و 30 درصد وزنی از ذرات فورستریت به عنوان تقویت کننده، برای تهیه پوشش مهیا شد، تا مناسب ترین ترکیب از نظر زیست فعالی برای کاربردهای پزشکی معرفی شود. به منظور ارزیابی و مشخصه یابی پوشش، روش های پراش پرتو ایکس، میکروسکوپ الکترونی روبشی، آنالیز عنصری به کمک طیف سنجی تفکیک انرژی پرتوی ایکس استفاده شد و آزمون یون سنجی به روش پلاسمای زوج القایی و آزمون های ارزیابی رفتار خوردگی زیرلایه فلزی پوشش داده شده، نیز انجام شد. به منظور بررسی رفتار زیست فعالی نیز نمونه های پوشش دار به مدت 1، 2، 3 و 4 هفته در محلول شبیه سازی شده بدن در دمای 37 درجه سانتیگراد قرار داده شد. آزمون های خوردگی نشان داد که پوشش از طریق ایجاد یک مانع مکانیکی، محافظت خوبی را برای زیرلایه فراهم کرده و مقاومت به خوردگی زیرلایه فلزی پوشش دار بهبود یافته است. همچنین ارزیابی زیست فعالی نشان دادکه پس از غوطه وری نمونه پوشش داده شده در محلول شبیه سازی شده بدن آپاتیت شبه استخوانی بر روی سطح پوشش شکل گرفت و با افزایش مدت زمان غوطه وری، میزان آپاتیت ایجاد شده روی سطح افزایش پیدا کرد که نشانگر زیست فعالی مطلوب پوشش است. نتایج نشان داد که تهیه پوشش کامپوزیتی هیدروکسی آپاتیت- فورستریت با ساختار متراکم، یکنواخت و بدون ترک با موفقیت به انجام رسیده است. پوشش مذکور زیست فعالی و مقاومت به خوردگی مناسبی را از خود نشان داد و برای کاربردهای پزشکی به عنوان یک کاندیدای مناسب معرفی می شود. کلمات کلیدی نانوکامپوزیت، پوشش، روش سل ژل، هیدروکسی آپاتیت، فورستریت، فولاد زنگ 316 ال، زیست فعالی، زیست سازگاری

ارتقاء امنیت وب با وف بومی