اعلام جامعة بابل | اطروحة تناقش تحسين السطح والخواص الميكانيكية لسبيكة التيتانيوم بهندسة المواد

اطروحة تناقش تحسين السطح والخواص الميكانيكية لسبيكة التيتانيوم بهندسة المواد

نشر بواسطة : نورا كاظم بيرماني

تاريخ الخبر : 16/11/2022

عدد المشاهدات : 512

اطروحة تناقش تحسين السطح والخواص الميكانيكية لسبيكة التيتانيوم
ناقشت كلية هندسة المواد في جامعة بابل اطروحة الدكتوراه للطالب نبيل محمد عبد الكاظم راضي كجزء من متطلبات نيل شهادة الدكتوراه في هندسة المعادن\ كلية هندسة المواد بعنوان:
( تحسين السطح والخواص الميكانيكية لسبيكة التيتانيوم المستخدمة في تعويض العظام )
Mechanical and Surface Modification of Ti-Alloy for Orthopaedic Replacement
بإشــــــراف:
الاستاذ الدكتور جاسم محمد سلمان المرشدي
ناقشت الاطروحة:
لكون سبائك التيتانيوم نوع (بيتا) لها العديد من خصائص التوافق الحيوي والاندماج العظمي ومقاومة التآكل الفائقة ، يتطلع العديد من الباحثين إلى تطوير هذه السبائك لتناسب البيئة العدائية لجسم الإنسان. في هذه الدراسة ، بعد اختيار الظروف المناسبة (قطب الأنود ، الجهد المطبق و وقت الترسيب ... إلخ) ، تمت إضافة (الكرافين (Gr) ، كاربوكسي مثيل سليلوز (CMC) والمادتان معًا) إلى طلاء هيدروكسيباتيت المعلق بالإضافة إلى التدرج الوظيفي (FG) لطلاءات الكرافين المعلقه ، بسبب توافق هذه المواد مع أنسجة جسم الإنسان. ثم تمت دراسة تأثير طبقات الطلاء الناتجة عن هذه المحاليل المعلقة أعلاه على كل من خصائص البنية المجهرية (XRD ، SEM ، XRF وLOM) ، الاختبارات الكهروكيميائية (جهد الدائرة المفتوحة والاستقطاب) ، الاختبارات الميكانيكية (اختبار البلى الجاف) ، الاختبارات الفيزيائية (زاوية التماس، الخشونه و الرقم الهيدروجيني((PH) والنشاط المضاد للبكتيريا وتقييم صلاحية الخلية للتحقق من مدى حماية هذه الطبقات لسطح سبيكة Ti-13Nb-13Zr الحياتية.
كانت القيم الإيجابية لجهد زيتا مؤشرًا واضحًا على اعتماد عملية EPD الكاثودية. كشف نمط السبيكة الأساسية عن حيود المرحلتين (? و ?) المطابقين لبطاقة JCPDS رقم (044 - 1294) يمكن ملاحظة ظهور قمم جديدة نتيجة تأثير بنسب الإضافات (5HAp و 0.5 Gr و 0.5 CMC) مما أدى أيضًا إلى تقليل أو زيادة زاوية القمم لكل مرحلة من مراحل سبيكة التيتانيوم ( بيتا وألفا) ،بالاضافه الى ذلك، ادت إضافة الكرافين و CMC وفي حالات خلطهما معا والتدرج الوظيفي لمحاليل الكرافين المعلقه إلى زيادة قوة الالتصاق ابتداءً من طبقة HAp (4.55 MPa) و طبقة 0.08CMC ((7.90 MPa و( 8.28 MPa) لـطبقة (0.08CMC + 0.2 Gr) و( 9.76 MPa) لـطبقة 1Gr وانتهاءً بـ 10.12 MPa لـطبقة (FG). تم إثبات ذلك عندما زادت قوة الالتصاق لطبقات الطلاء أعلاه بعد غمر العينات المطلية لمدة اقصاها 6 أيام.
تراوحت قيم زاوية التماس من 14.3 درجة لـ (1CMC+0.2Gr) و 20.5 درجة لـ Gr1 و 32.3 درجة لـ FG)) ، حيث أدت الخشونة المفرطة والمسامية والتشققات على سطح طلاء (CMC) إلى خفض زاوية التماس لهذه الطبقة على الفور من 54.6 درجة لسبيكة Ti-13Nb-13Zr غير المطلية إلى 11.2 درجة لـ 0.5CMCمما يجعلها محبة للماء اكثر اذا ما قورنت ببقية الاضافات. مقاومة البلى العالية لإضافة الكرافين ، مع فقد حجم يتراوح من 0.00614 ?cm?^3 إلى سبيكة Ti-13Nb-13Zr غير المطلية عند 25 دقيقة إلى ? cm?^30.001344 لطلاء 1Gr في نفس الوقت تحت نفس الحمل (15N)، الصلادة العالية لطبقة طلاء الكرافين يمكن توقعها من مقاومتها العالية للبلى عند مقارنتها بالإضافات الأخرى.

جنان العبيدي