اعلام جامعة بابل | اطروحة دكتوراه في هندسة مواد بابل

اطروحة دكتوراه في هندسة مواد بابل

نشر بواسطة : نورا كاظم بيرماني

تاريخ الخبر : 11/11/2024 05:08:10 AM

عدد المشاهدات : 79

اطروحة دكتوراه في هندسة مواد بابل
ناقش قسم هندسة المعادن في قسم هندسة المعادن\ كلية هندسة المواد اطروحة الدكتوراه للباحثة (زهراء فاضل هادي ) عن اطروحتها الموسومة:
(( تقصي مقاومة التآكل والبلى لتعديل السطح لمزروعات سبيكة CoCrMo ))
An Investigation of Wear and Corrosion Resistance for Surface Modification of CoCrMo Implant
اشرف على الاطروحة كل من:
الاستاذ الدكتور احمد عودة الربيعي
الاستاذ الدكتورة نوال محمد داوود
ترأس لجنة المناقشة: الاستاذ الدكتور جاسم محمد سلمان
تناولت الاطروحة:
سبائك الكوبالت والكروم والموليبدينوم (F75) تظهر مزيجًا فريدًا من خصائص مقاومة التآكل الميكانيكية والفيزيائية التي جعلتها مرغوبة للتطبيقات الطبية الحيوية. ومع ذلك، فإن سبائك CoCrMo تظهر خصائص بلى وبايولوجية ضعيفة. ولهذه الأسباب، اتبع الباحثون طرقًا مختلفة لتحسين الخصائص البيولوجية لسبائك CoCrMo. تم إنتاج سبائك CoCrMo باستخدام طريقة مسحوق المعادن. تضمن خليط المسحوق (62.4? Co، 28? Cr، 6? Mo، 0.5? Ni، 1? Si، 1? Mn، 0.75? Fe، 0.35? C). بعد ست ساعات من الخلط، تم ضغط المادة عند ضغط ثابت يبلغ 750 ميجا باسكال. أكملت جميع العينات عملية التلبيد لمدة 6 ساعات عند 850 درجة مئوية، وهو ما يكفي لتحويل كل عنصر تمامًا إلى بنية السبيكة. طلاء الرش بالبلازما للسبيكة بمواد سيراميكية (Al2O3,YSZ,TiO2) في ثلاث مجموعات: المجموعة الأولى Al2O3/(0,10,30,50)wt%TiO2، المجموعة الثانية YSZ/(0,10,30,50)wt.% TiO2، المجموعة الثالثة Al2O3/(10,30,50)wt.% YSZ. تم إجراء اختبارات مختلفة على العينات، بما في ذلك الاختبارات الميكانيكية) الصلابة، قوة الضغط، ,والبلى (الاختبارات الفيزيائية) الكثافة ,المسامية و الالتصاق (اختبار البنية الدقيقة) تحليل حيود الأشعة السينية، المجهر الإلكتروني الماسح، المسح التشتتي للطاقة، المجهر الذري للقوة (الاختبارات الكهروكيميائية) جهد الدائرة المفتوحة، الاستقطاب الجهدي الديناميكي وإطلاق الأيونات و(الاختبارات البيولوجية )اختبار مضاد للبكتيريا ، زاوية الاتصال، النشاط الحيوي والسمية.
أظهرت نتائج XRD أن السبائك غير المطلية تظهر جميع الأطوار (CoCr, CoCrMo, Cr2Mo)، الرش بالبلازما: طلاء السيراميك Al2O3و Al2O3 /TiO2 يتكون من ? و? Al2O3 وTiO2 مع طور مشترك Al2TiO5.
أظهرت نتائج الاختبار الميكانيكي أن إضافة TiO2 إلى Al2O3 قللت من صلابة سبائك طلاء Al2O3ولكن مقاومة البلى لطلاء مركب Al2O3/ TiO2 تزداد بشكل واضح.
أظهرت النتائج أن طلاء مركب Al2O3& Al2O3/ TiO2 له زاوية تماس صغيرة وقوة التصاق بين الطلاء والركيزة زادت بعد إضافة TiO2 إلى طلاء Al2O3. زادت مقاومة التآكل لسبائك CCM بعد الطلاء بطلاء مركب Al2O3& Al2O3/ TiO2 ، وبالتالي فإن إطلاق الأيونات سينخفض بشكل واضح.
أظهرت نتائج XRD للمجموعة 2 أن YSZ7YSZ / TiO2 المرشوش بالبلازما يتكون من YSZ رباعي الزوايا و TiO2 الروتيل والطور المركب ZrTiO5 الذي يزداد بزيادة محتوى TiO2 في الطلاء.
أظهرت نتائج الصلادة أزادت بعد الطلاء بـ YSZ وYSZ / TiO2، بالإضافة إلى مقاومة البلى تحسنت أيضًا.
أظهر الاختبار الكهروكيميائي أن طلاء YSZ وYSZ / TiO2 له معدل تآكل صغير وأن الأيونات المنبعثة بعد الغمر في محلول Hanks وSBF انخفضت بشكل ملحوظ.
بالنسبة للمجموعة 3 والتي تتكون من طلاء مركب Al2O3 / YSZ، فقد حدثت النتائج التالية لسبائك CCM بعد الطلاء: زادت الصلادة وزادت مقاومة البلى أيضًا. انخفضت زاوية التلامس وزادت قوة الالتصاق بين الطلاء والركيزة. تحسنت مقاومة التآكل بشكل ملحوظ بعد طلاء مركب Al2O3 / YSZ وانخفض تركيز الأيونات في محلول Hanks وSBF أيضًا بعد الطلاء المركب.
وأخيرًا، توضح نتائج الاختبارات البيولوجية للمجموعات (1 و2 و3) النتائج التالية:
1- في اختبارات مقاومة البكتيريا، لوحظ أن Al2O3 -50? wt TiO2 وYSZ / 50? wt TiO2 و Al2O3 / 50? wt YSZ لها أعلى تأثير مضاد للبكتيريا.
2- طور الروتيل (TiO2) في المجموعتين 1 و2، الطور الرباعي في المجموعة 3 لعب دورًا مهمًا في تحفيز نواة الأباتيت في اختبار النشاط الحيوي.
ونتيجة لذلك، تم إنتاج طلاء Al2O3 /TiO2، YSZ / TiO2 و Al2O3 /YSZ بنشاط حيوي متفوق للتطبيقات الطبية الحيوية
جنان العبيدي
تصوير احمد حسين