دراسة في كلية هندسة المواد عن تاثير اضافة الزركونيا على ميكانيك الكسرللزجاج - السيراميك الحيوي
 التاريخ :  06/07/2021 16:27:37  , تصنيف الخبـر  كلية هندسة المواد
Share |

 كتـب بواسطـة  اعلام كلية هندسة المواد  
 عدد المشاهدات  158

دراسة في كلية هندسة المواد عن تاثير اضافة الزركونيا على ميكانيك الكسرللزجاج - السيراميك الحيوي




 

ناقشت كلية هندسة المواد قسم هندسة السيراميك و مواد البناء طالبة الماجستير هدير صادق عبد علي عن رسالتها الموسومة

تاثير اضافة الزركونيا على ميكانيك الكسرللزجاج - السيراميك الحيوي
باشراف كل من
الاستاذ الدكتور محسن عباس اسود , ا.م.د. اسراء قحطان صبري
حيث يستخدم الزجاج- سيراميك الحيوي كماده بديله للعظم نظرا لتوافقه و نشاطه الحيوي وقابليته على تكوين طبقه الهايدروكسي ابتايت المتبلورة و التي تتشابه في التركيب و البنيه مع المكون الغير عضوي  للعظم.

 تمتلك المواد السيراميكة مثل الزجاج-سيراميك الحيوي متانة كسر منخفضة، مما يحد هذا من استخدامه على نطاق واسع في  التطبيقات الطبية. تم في هذه الدراسة  تحسين متانة الكسر لمسحوق الزجاج- سيراميك الحيوي بإضافة دقائق الزركونيا (ZrO2) بنسب وزنية مختلفة (5,3 %).

في هذه الدراسة تم تحضير الزجاج- سيراميك الحيوي باستخدام المكونات الاساسية للزجاج الحيوي نوع 45S5, الذي يتكون من :

[45SiO2, 24.5 Na2O, 6 P2O5, 24.5 CaO (wt.%)]بواسطه تقنية الصهر بدرجه حراره1200 درجه مئوية لمده ساعتان.

وتم تحضير المادة المركبة من خلال استخدام مسحوق الزجاج- سيراميك الحيوي المحضر و مسحوق الزركونيا بطريقة ميتالورجيا المساحيق ، وتم ضغط العينات تحت ضغط أحادي المحور بمقدار150 MPa وتلبيد العينات بطريقة التلبيد التقليدية بدرجة 850 درجه مئوية و 1000 درجه مئوية.

تم فحص مركبات زجاج- سيراميك الحيوي / الزركونيا من حيث الخصائص الفيزيائية والخصائص الميكانيكية  باستخدام فحوصات حيود الأشعة السينية وتحليل الحجم الحبيبي.

تم استخدام اختبار الانحناء مع ثلاث نقاط وبحز مفرد لدراسة انتشار وانفتاح الشق ومتانة الكسر. الجانب العملي نفذ باستخدام تقنية ترابط الصور الرقمية حيث تعتبر طريقه تحليل رقميه- صوريه طريقه جيده لا تتبع مسار الشق وانفتاحه.

النتائج اظهرت ان ارتفاع درجة الحرارة من 850 درجه مئوية الى 1000 درجه مئوية ذا تأثير ايجابي على الخواص الفيزيائية والميكانيكية للزجاج- سيراميك الحيوي.

واظهرت النتائج ايضا ان إضافة الزركونيا يعتبر ذا تأثير ايجابي على الخواص الفيزيائيةللزجاج- سيراميك الحيوي مثل زيادة الكثافة النسبية (من 1.84 غم \ سم3الى 2.24 غم \ سم3) عند التلبيد بدرجه850  درجه مئوية, و (من 1.98غم \ سم3 الى 2.31 غم \ سم3) عند التلبيد بدرجه1000 درجه مئوية.

اما بالنسبة للخواص الميكانيكية, فأن مقاومة الانضغاط تزداد من (من 37.894 الى 62.403 ميكا باسكال) ومقاومة الانحناء (من 21.66 الى 33.34 ميكا باسكال) وصلادة فيكرز(من 135.5 الى 210.8 HV) عند التلبيد بدرجه850  درجه مئوية, و تزداد مقاومة الانضغاط من (من 51.371 الى 94.215 ميكا باسكال) ومقاومة الانحناء (من 25.67 الى 45.66 ميكا باسكال) وصلادة فيكرز(من 214 الى 389.5 HV) عند التلبيد بدرجه1000  درجه مئوية.

 وجد أن إضافة الزركونيا تحسن من متانة للزجاج- سيراميك الحيوي النقي ، حيث زادت متانة الكسر أكثر من الضعف عند اضافة الزركونيا 5 ?  نسبة وزنية من الزجاج- سيراميك الحيوي. تشير نتائج المجهر الالكتروني الماسح  ان تفرع الكسر وانحرافه بسبب وجود دقائق الزركونيا هي الاليات المسؤولة عن تقوية الزجاج- سيراميك الحيوي.