Skip to main content
SUPERVISOR
Mohammad Hosein Fathi,Kaivan Raissi,Mohmmad ali Golozar
محمدحسين فتحي (استاد راهنما) کيوان رئيسي (استاد مشاور) محمدعلي گلعذار (استاد راهنما)
 
STUDENT
Salimehsadat Saleh
سليمه 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
چکيده مطالعات نشان داده است که استفاده از ذرات با اندازه دانه زير 100 نانومتر به عنوان تقويت کننده در زمينه هيدروکسي آپاتيت مي تواند خواص مختلف اين بيوسراميک را بهبود بخشد. به اين منظور، از نانو پودر ديگر بيو سراميک ها مثل فورستريت به عنوان تقويت کننده در زمينه هيدروکسي آپاتيت مي توان استفاده کرد. در پژوهش حاضر، پوشش نانوکامپوزيتي هيدروکسي آپاتيت- فورستريت از طريق روش سل ژل و با شيوه غوطه وري زيرلايه فولاد زنگ نزن 316 ال، در سل هيدروکسي آپاتيت اعمال شد. سل هيدروکسي آپاتيت حاوي10، 20و 30 درصد وزني از ذرات فورستريت به عنوان تقويت کننده، براي تهيه پوشش مهيا شد، تا مناسب ترين ترکيب از نظر زيست فعالي براي کاربردهاي پزشکي معرفي شود. به منظور ارزيابي و مشخصه يابي پوشش، روش هاي پراش پرتو ايکس، ميکروسکوپ الکتروني روبشي، آناليز عنصري به کمک طيف سنجي تفکيک انرژي پرتوي ايکس استفاده شد و آزمون يون سنجي به روش پلاسماي زوج القايي و آزمون هاي ارزيابي رفتار خوردگي زيرلايه فلزي پوشش داده شده، نيز انجام شد. به منظور بررسي رفتار زيست فعالي نيز نمونه هاي پوشش دار به مدت 1، 2، 3 و 4 هفته در محلول شبيه سازي شده بدن در دماي 37 درجه سانتيگراد قرار داده شد. آزمون هاي خوردگي نشان داد که پوشش از طريق ايجاد يک مانع مکانيکي، محافظت خوبي را براي زيرلايه فراهم کرده و مقاومت به خوردگي زيرلايه فلزي پوشش دار بهبود يافته است. همچنين ارزيابي زيست فعالي نشان دادکه پس از غوطه وري نمونه پوشش داده شده در محلول شبيه سازي شده بدن آپاتيت شبه استخواني بر روي سطح پوشش شکل گرفت و با افزايش مدت زمان غوطه وري، ميزان آپاتيت ايجاد شده روي سطح افزايش پيدا کرد که نشانگر زيست فعالي مطلوب پوشش است. نتايج نشان داد که تهيه پوشش کامپوزيتي هيدروکسي آپاتيت- فورستريت با ساختار متراکم، يکنواخت و بدون ترک با موفقيت به انجام رسيده است. پوشش مذکور زيست فعالي و مقاومت به خوردگي مناسبي را از خود نشان داد و براي کاربردهاي پزشکي به عنوان يک کانديداي مناسب معرفي مي شود. کلمات کليدي نانوکامپوزيت، پوشش، روش سل ژل، هيدروکسي آپاتيت، فورستريت، فولاد زنگ 316 ال، زيست فعالي، زيست سازگاري

ارتقاء امنیت وب با وف بومی