Skip to main content
SUPERVISOR
Saeed ZeiaeiRad,Mohammad Hosein Fathi
سعید ضیائی راد (استاد راهنما) محمدحسین فتحی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Hoda Zarkoob
هدا زرکوب

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1387

TITLE

Design Preparation Analysis and Modeling of Porous Barium Titanate with Nanostructured Hydroxyapatite Coating
In this study porous barium Titanate was used as the basic structure of a new bone graft composite. Barium Titanate Nano powder prepared with the sol-gel method. BT ceramic was foamed via a direct foaming method using polyurethane spray foam. It was then coated with Hydroxyapatite .The related HA is produced with sol-gel method. After preparing the BT porous samples with HA coating, the samples were polarized. Then the samples were immersed in SBF solution for a period of one month. The porous structure was modeled in a commercial finite element package with crushable foam material model. Using TEM micrographs of Barium Titanate powder and XRD pattern of the coating, the grain size of the prepared powder and ‍‍crystallite size of the HA coating was estimated to be less than100 nm. The results of bioactive tests with SEM images of the soaked samples show that after one month of immersing the material samples in SBF, bone like apatite was significantly mineralized on the coated samples. It was concluded that bioactive foam could be obtained. The observations indicate that in polarized samples, Ca-P mineralized more that in non-polarized ones. Also in under stress samples, Ca-P mineralized more than in compared with the samples without stress. Also the theoretical results gained from modeling the uniaxial compression test in the finite element software demonstrate a reasonable correspondence with the experimental data. Keywords: Barium Titanate, Hydroxyapatite, Nano structural coating, piezoelelctric ceramic, crushable foam.
در این تحقیق با استفاده از سرامیک تیتانات باریم و ایجاد تخلخل در آن و پوشش دهی هیدروکسی آپاتیت نانو ساختار بر روی آن، کامپوزیتی برای جایگزینی و شبیه سازی عملکرد بافت استخوانی طراحی شد. نانو پودر تیتانات باریم به روش سل- ژل تولید شد. فوم تیتانات باریم به روش متخلخل سازی مستقیم توسط پلیمر پلی یورتان ساخته شد.پوشش دهی هیدروکسی آپاتیت بر روی فوم متخلخل به روش غوطه وری و به کمک سل هیدروکسی آپاتیت انجام گرفت. پس از تهیه ، نمونه ها قطبیده شدند. سپس به مدت یک ماه در محلول شبیه سازی شده ی بدن قرار گرفته و میزان معدنی شدن کلسیم فسفات بر روی نمونه ها بررسی شد. رفتار مکانیکی نمونه های تهیه شده نیز به کمک آزمون فشار تک محوری، بررسی شده و توسط مدل ماده ی فوم شکست پذیر در یک نرم افزارالمان محدودمدل سازی شد. نتایج تصاویر حاصل از آزمون میکروسکوپ الکترونی عبوری نشان داد که ابعاد ذرات پودر تیتانات باریم و کریستال های هیدروکسی آپاتیت پوشش دهی شده نانومتری است. نتایج تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی نمونه ها بعد از آزمون غوطه وری در محلول شبیه سازی شده ی بدن شکل گیری آپاتیت شبه استخوانی بر روی نمونه های متخلخل همراه با پوشش هیدروکسی آپاتیت را نشان داد. علاوه بر این، بررسی روند تغییرات غلظت یون های کلسیم و فسفات که توسط آنالیزآنالیز پلاسمای جفت شده القایی انجام شد، نشان داد که میزان شکل گیری کلسیم فسفات در نمونه های قطبیده شده بیشتر از نمونه های قطبیده نشده و در نمونه های قطبیده شده ی تحت تنش بیشتر از نمونه های بدون تنش است. پاسخ های به دست آمده از مدل سازی فوم تیتانات باریم توسط مدل ماده ی فوم شکست پذیر در نرم افزار، هم خوانی مطلوبی با پاسخ های به دست آمده از آزمون های تجربی انجام شده داشت. کلمات کلیدی: تیتانات باریم، پوشش هیدروکسی آپاتیت، سرامیک پیزوالکتریک، فوم شکست پذیر

ارتقاء امنیت وب با وف بومی