Skip to main content
SUPERVISOR
Hossein Edris,Masoud Atapoor
حسین ادریس (استاد راهنما) مسعود عطاپور (استاد راهنما)
 
STUDENT
Ehsan Ziyaei
احسان ضیائی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1392
Some of the magnesium alloys can be use as implantations in human body. The lack of sufficient corrosion resistance in physiologic environments is one of the disadvantageous of these materials. Plasma Electrolytic Oxidation (PEO) is one of the promising treatments which can enhance the corrosion and wear resistance of these alloys. Mg AZ31 is one of these biocompatible alloys that we used as substrate in this research. PEO coatings were obtained in baths containing Trisodium Phosphate and KOH and also DC bipolar and unipolar currents used to coating these materials. In the first part of experiments the coatings were obtained under 1 kHz DC bipolar current and three concentrations of 0, 0.05 and 0.25 g/l Calcium Acetate additive in order two producing Tri-Calcium Phosphate containing coatings. The second part coatings were obtained under DC unipolar by 1, 2, 3 kHz frequencies and 0, 0.05 g/l Calcium Acetate concentrations. Electron microscopy, X-Ray diffraction and electrochemical tests were conducted on samples to characterizing their properties. Electron microscopy analysis showed higher thickness for coatings obtained under DC unipolar. The electrochemical analysis showed better corrosion resistance for DC unipolar samples. Also the X-Ray diffraction showed Tri-Calcium Phosphate in coated samples under unipolar condition but this phase didn’t verified in bipolar coated samples. It is concluded that DC unipolar currents are sufficient for PEO coatings on Mg AZ31 alloy and also we can get Tri-Calcium Phosphate by adding Calcium Acetate in coating electrolyte which is beneficial to biocompatibility of the coating. Keywords: Magnesium Alloy, AZ31, Corrosion, Electrochemical Impedance, Polarization, Open Circuit Potential, Calcium Acetate
برخی از آلیاژهای منیزیم می‌توانند به‌عنوان کاشتنی در بدن استفاده شوند. محدودیت پیش رو در کاربری این مواد نرخ خوردگی بالای آن‌ها در محیط فیزیولوژی است. یکی از روش‌هایی که می‌تواند مقاومت خوردگی و سایشی این آلیاژها را به‌طور قابل قبولی افزایش دهد روش پوشش‌دهی اکسیداسیون پلاسمایی الکترولیتی است. آلیاژ منیزیم AZ31 یکی از آلیاژهای زیست سازگار منیزیم است که در تحقیق حاضر به‌عنوان زیرلایه موردبررسی انتخاب شد. پوشش‌های اکسیداسیون پلاسمایی الکترولیتی در محلول‌هایی شامل تری سدیم فسفات و پتاسیم هیدروکسید به دست آمدند. برای پوشش‌دهی نمونه‌ها از دو جریان، دوقطبی مستقیم پالسی و تک قطبی مستقیم پالسی استفاده شد. در مرحله اول که تحت جریان دوقطبی و فرکانس 1کیلوهرتز انجام گرفت دو غلظت g/l 05/0 و 25/0 از افزودنی کلسیم استات به‌منظور دست‌یابی به فاز تری کلسیم فسفات در پوشش، به محلول پایه افزوده شدند. در مرحله دوم سه فرکانس 2،1و3 کیلوهرتز، تحت جریان تک‌قطبی پالسی به همراه محلولی با g/l 05/0 افزودنی به نمونه‌ها اعمال شد. بررسی‌های میکروسکوپی الکترونی، فازیابی پراش پرتوایکس و آزمون‌های الکتروشیمیایی خوردگی به‌منظور بررسی ریزساختار، ترکیب فازی و رفتار خوردگی پوشش‌ها انجام گرفتند. مطالعات میکروسکوپی الکترونی نشان دادند که ضخامت پوشش‌ها در جریان‌های تک‌قطبی بیشتر از جریان دوقطبی بود. آزمون‌های خوردگی نیز مبین مقاومت خوردگی بالاتر پوشش‌های ایجادشده در جریان تک‌قطبی بود، به طوری که جریان خوردگی این پوشش‌ها در بهترین حالت تا 99 درصد کمتر از جریان خوردگی نمونه‌های پوشش‌ داده شده در جریان دوقطبی بود. همچنین آزمون پراش پرتوایکس وجود فاز تری کلسیم فسفات را در پوشش‌های ایجادشده به روش تک‌قطبی پالسی تأیید نمود، این در حالی است که این فاز در پوشش‌های ایجادشده به روش دوقطبی پالسی مشاهده نشد. بررسی زبری نمونه ها حاکی از افزایش 5/6 درصدی زبری در حالت دو قطبی داشت. همین بررسی‌ها افزایش 63 و 43 درصدی زبری را به ترتیب برای نمونه‌های فاقد افزودنی و حاوی آن داشتند. اندازه گیری ضخامت پوشش‌ها نیز حاکی از افزایش سه برابری ضخامت پوشش‌های گرفته شده در شرایط تک قطبی بودند. با توجه به نتایج این‌گونه برآورد می‌شود که جریان‌های تک‌قطبی پالسی برای پوشش‌دهی آلیاژ منیزیم AZ31 مناسب‌تر از جریان‌های دوقطبی پالسی هستند و همچنین دست یافتن به فاز تری کلسیم فسفات که در کاربردهای کاشتنی ارتوپدی مفید است، به‌وسیله افزودنی کلسیم استات در محلول‌های پایه فسفاتی و جریان تک‌قطبی پالسی بر زیر لایه آلیاژAZ31 امکان‌پذیر است.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی