حصول الباحثة نوال محمد داود على شهادة الدكتوراه في هندسة المعادن
حصلت الباحثة نوال محمد داود على شهادة الدكتوراه في اختصاص هندسة المواد / قسم هندسة المعادن عن رسالتها الموسومة (تحضير ودراسة خصائص سبيكة NiTi الحياتية مع أضافة النحاس) المقدمة الى الجامعة التكنولوجية قسم هندسة المواد وباشراف الاستاذ المساعد الدكتور عبد الرحيم كاظم عبدعلي والاستاذ المساعد الدكتور علاء عبد الحسن عطية.
وقالت الدكتورة نوال محمد داود التدريسية في كلية هندسة المواد بجامعة بابل ان هذه الدراسة تم فيها تحضير سبيكة نيكل-تيتانيوم دائرية الشكل المسامية بطريقة ميتالورجيا المساحيق كسبائك أساسية وكما حضرت سبائك نيكل-تيتانيوم مع نسب مختلفة من النحاس كل على حدة. ثم أجراء مقارنة بين خصائص السبائك الخالية والحاوية على النحاس بنسب وزنية مختلفةwt.%(2.5, 5, 7.5,100) تحت نفس الظروف.
وان العينات الرئيسية (بدون الإضافات) تم تحضيرها باستخدام خليط من النيكل 55wt%+ 45wt% من التيتانيوم بواسطة الخلط في خلاط كهربائي لمدة 6 ساعات بعدها تم الكبس عند ضغط ( 450- MPa (150 ثم أجريت عملية التلبيد. أجريت عدة محاولات للتلبيد بجو محمي بغاز الأركون وبظروف زمن ودرجة حرارة متغيرة. أن التلبيد بدرجة 850C° لمدة 9 ساعات (لكل العينات مع وبدون إضافة النحاس) كافية للتلبيد الكامل وتحول النيكل والتيتانيوم والنحاس إلى سبيكة .تم عمل نفس الشيء للعينات التي تحتوي على أضافات مختلفة من النحاس.
واضافت : ان نتائج اختبار حيود الأشعة السينية للعينات بدون أضافة النحاس وعند ضغط 450 MPa ودرجة حرارة 850C° لمدة 9 ساعات أظهر, آن العينات تتكون من ثلاثة أطوار عند درجة حرارة الغرفة (طور الأوستنايت NiTiوطور المارتنسايت NiTiأضافة الى طور Ni3Ti) , كما يظهر المركب (CuNi2Ti) في العينات الحاوية على النحاس وبنسب وزنية مختلفة.
منوهة الى ان النتائج اظهرت زيادة ضغط الكبس150)-450) MPa ولكل العينات مع وبدون الإضافات له تأثير كبير في تعزيز خواص استعادة الذاكرة, والخواص الميكانيكية للسبائك المحضرة. من الجهة الأخرى يؤدي إلى تقليل النسبة المئوية للمسامية وبالتالي تقليل معدل التأكل. تحليل المجهر الإلكتروني الماسح بين أن اغلب العينات المحضرة(مع وبدون أضافة النحاس) عند ضغطMPa (150,450) والملبدة عند 850C° لمدة 9 ساعات تحتوي وبشكل واضح تركيب المارتنسايت. نتائج مقياس الحرارة الماسح التفاضلي أظهرت ان درجات حرارة التحول للعينات تتدرج بينC° (26-100), وهذا يعني ان جميع العينات في درجة حرارة الغرفة تحتوي طور المارتنسايت.
وبينت ان أضافة النحاس بنسبة مئوية 2.5-10) wt. %) الى سبيكة نيكل –تيتانيوم له تأثير واضح على السبائك المحضرة. حيث انه يؤدي الى زيادة النسبة المئوية للمسامية ونسبيا يقلل الصلادة بالمقارنة مع السبائك المحضرة بدون أضافة النحاس.
و أيضا هناك زيادة ملحوظة في خواص تذكر الشكل التي تم قياسها باستخدام صلادة روكويل الميكروية للنماذج المحتوية نسب نحاس مختلفة. حيث كانت خواص تذكر الشكل للنماذج الرئيسية بدون النحاس عند ضغط 450 MPa هي 5.85% بالمقارنة مع 5.982%, 7.33%, 8.061% 7.194% للنمادج المحضرة مع أضافة النحاس وبنسبة مئوية 2.5-10) wt. %) على التوالي وعند نفس ضغط الكبس.
ان إضافة النحاس أدت إلى زيادة كلا من مقاومة الانضغاط ,مقاومة الخضوع ومعامل المرونة للسبائك المحضرة .ان نسبة التحسن للسبيكة التي تحتوي على 10wt.%Cu+45wt%Ti+ 45wt%Niعند ضغط 450MPa تصل إلى200% بالنسبة إلى ??com و 103, 243% بالنسبة إلىE ??y, على التوالي. بالمقارنة مع سبيكة45wt%Ti+ 55wt%Niعند ضغط 450MPa.
تم ترسيب طبقة متراصة ومتجانسة مفردة من بوليمر(PMMA) وأيضا طبقة مركبة من(PMMA+HA) وبنجاح على السطح الخارجي للسبائك المحضرة (بدون ومع إضافة النحاس ).صور المجهر الإلكتروني الماسح اظهر ت ان طبقة الطلاء جيدة وخالية من المسامات أو الشقوق لعملية الطلاء بعد التلبيد قسمت العينات إلى ثلاثة مجاميع ,الأولى تتضمن العينات الغير مطلية, المجاميع الثانية والثالثة تتضمن العينات المطلية بطبقة(PMMA) وطبقة (PMMA+HA). تم أجراء اختبار التآكل بمحلول اللعاب الصناعي والمحلول الشبيه بالدم لكل المجاميع الثلاثة بطريقة جهد الدائرة المفتوحة مع الزمن وطريقة استكمال تافل ,كما تم دراسة قيم استقطاب المقاومة التي تم الحصول عليها من منحنيات الاستقطاب المصعدية والمهبطية للعينات المطلية وغير المطلية.
مؤكدة على ان إضافة النحاس أدت إلى تقليل ملحوظ لمعدل التآكل ,حيث ان العينات التي تحتوي على النحاس بنسبة 7.5wt.%Cu عند ضغط 150MPa أظهرت نسبة تحسن مقدارها 97.02%في محلول اللعاب الصناعي ونسبة تحسن مقدارها 96.28%في المحلول الشبيه بالدم بالمقارنة مع العينات الرئيسية (بدون إضافة النحاس).
وان مقاومة التآكل العام في محلول اللعاب الصناعي والمحلول الشبيه بالدم للعينات المطلية بطبقة من (PMMA+HA) افضل من العينات المطلية بطبقة(PMMA) او العينات الغير مطلية. نسبة التحسن في مقاومة التأكل مقدارها 99.69%, 98.82% في محلول اللعاب الصناعي و المحلول الشبيه بالدم على التوالي للعينات المطلية بطبقة (PMMA) عند ضغط 450MPa, بينما نسبة التحسن في محلول اللعاب الصناعي و المحلول الشبيه بالدم للعينات المطلية بطبقة من (PMMA+HA) مقدارها, 99.98%, 99.98% على التوالي.
وان قيم استقطاب المقاومة في محلول اللعاب الصناعي و المحلول الشبيه بالدم للعينات الغير مطلية عند ضغط 450MPa مقدارها,13.471×102 ?.cm-2 3.570×102?.cm-2 على التوالي وهي اقل بكثير من258.636×102 ?.cm-2 , 53.426×102 ?.cm-2 للعينات الغير مطلية مع نسبة نحاس مقدارها 5wt.%Cu, قيم استقطاب المقاومة في محلول اللعاب الصناعي و المحلول الشبيه بالدم للعينات المطلية بطبقة منPMMA+HA عند ضغط 450MPa والمحتوية 7.5wt.%Cu مقدارها 292.381×106 ?.cm-2 , 232.311×106 ?.cm-2 على التوالي بالمقارنة مع العينات الغير مطلية تحت نفس الظروف والتي تمتلك استقطاب المقاومة مقدارها253.295×102 ?.cm-2 في محلول اللعاب الصناعي و219.602×102 ?.cm-2 في المحلول الشبيه بالدم.
وعند إضافة النحاس إلى سبيكة نيكل-تيتانيوم بنسبة وزنية مقدارها 7.5wt. %Cu قلل تحرر أيونات النيكل إلى 0.14 ppm بعد 5 أسابيع غمر في محلول اللعاب الصناعي والى 0.31ppm بعد 5 أسابيع غمر في المحلول الشبيه بالدم بالمقارنة مع 0.78 ppm, 1.6 ppm للعينات الخالية من النحاس بعد 5 أسابيع غمر في محلول اللعاب الصناعي والمحلول الشبيه بالدم على التوالي .من الجهة الأخرى كل العينات المطلية بطبقة من (PMMA) أو بطبقة من (PMMA+HA) لم تحرر أي أيونات نيكل أو نحاس بعد 5 أسابيع غمر في محلول اللعاب الصناعي أو المحلول الشبيه بالدم.
وأخيرا سبيكة نيكل-تيتانيوم المطلية بطبقة من (PMMA) او بطبقة من (PMMA+HA) تعتبر اكثر توافقية من سبيكة نيكل-تيتانيوم الغير مطلية وهي اكثر أمانا للاستخدام داخل الجسم حيث ان أيونات النيكل والنحاس المتحررة كانت قليلة جدا إلى حد لم يتم الكشف عنها بجهاز فحص الامتصاص الذري.
متابعة / قاسم السعدي
مسؤول اعلام الكلية
|