اعلام جامعة بابل | اطروحة دكتوراه وصلات سيراميكية

اطروحة دكتوراه وصلات سيراميكية - معدنية للتطبيقات الحياتية

نشر بواسطة : نورا كاظم بيرماني

تاريخ الخبر : 22/11/2022

عدد المشاهدات : 340

اطروحة دكتوراه تناقش ( وصلات سيراميكية - معدنية للتطبيقات الحياتية )
ناقش قسم هندسة المعادن في كلية هندسة المواد\ جامعة بابل اطروحة الدكتوراه للطالبة ( سارة محي جواد ) المقدمة الى قسم هندسة المعادن كجزء من متطلبات نيل درجة الدكتوراه في علوم هندسة المعادن بعنوان:
وصلات سيراميكية - معدنية للتطبيقات الحياتية

بإشراف كل من:
الاستاذ الدكتور احمد عود ة جاسم الربيعي
الاستاذ الدكتور سعد حميد الشافعي
ناقشت الاطروحة:
الوصلات السيراميكية المعدنية أصبحت ذات اهميه كبيره خاصه في المجالات الهندسية والتطبيقات الحياتية. تمتلك المواد السيراميكية خواص فيزيائية وميكانيكية تختلف بشكل كبير عن المواد المعدنية خاصة في معامل التمدد الحراري (CTE) بينما يمتلك التيتانيوم و سبائكه خواص معينة جعلته مؤهلا للاستخدام في التطبيقات الحياتية داخل الجسم ومن اهم هذه السبائك هي سبيكة Ti6Al4V . المواد السيراميكية وبشكل خاص الزركونيا تظهر خواص متانه ومقاومه كسر عالية وكما يمكن اعتبارها موصلات ايونية حيده في درجات الحرارة العالية.

نظريا فان أجزاء من التراكيب المعقدة المكونة من السيراميك والمعدن يمكن ان تصنع باستخدام ثلاثة تقنيات: أولا الربط الميكانيكي، ثم الربط الغير المباشر عن طريق ال عمليتي brazing و soldering بالإضافة الى اللحام بالطريقة مباشره الربط بالحالة الصلبة والسائلة . على سبيل المقارنة بين الطريقة المباشرة وغير المباشرة فانه الربط بالالتصاق فان الاسطح يجب ان تكون قريبه من بعضها البعض حتى تكون ربط قوي يتغلب على الاجهادات المتبقية بعد عملية اللحام خاصة عند لحام المواد ذات الاختلاف الكبير في معامل التمدد الحراري.

ان من اهم التطبيقات الحياتية للوصلات السيراميكية المعدنية زوارع الركبة، الزوارع ثنائية القناة والتي تشمل منظم ضربات القلب ومنظم رجفان القلب ومنظم الحركة العصبي والعضلي متعدد القنوات وزوارع الاذن.
خلال هذا البحث تم تحضير سبيكة فضه -نحاس – تيتانيوم بالإضافة الى سبيكة أخرى تتضمن إضافة عنصر الكوبلت للمجموعة سابقة الذكر بواسطة تقنية المنصهر الدوار ولغرض معرفة إمكانية تحضير سبائك ذات تراكيب عشوائية خلال هذه الطريقة تم إضافة كمية من الثلج على القرص الدوار للجهاز حيث تم الحصول على سبيكة ذات تركيب عشوائي اكثر من السبيكة الاعتيادية ثم تم استخدام السبيكة الناتجة كماده مساعد للربط واستخدامها في عملية لحام الزركونيا على سبيكة التيتانيوم. جرت عملية الربط في درجات مختلفة هي (850,875, 900 and 925 ?)
وخلال مده 20 دقيقه. ولغرض دراسة تأثير دراجات الحرارة على كل من خواص البنية المجهرية والخواص الميكانيكية جرى فحص الوصلات الناتجة بواسطة اجهزه خاصة بالإضافة الى فحص مقاومة الكسر للوصلات وكذلك فجص مقدار التوافقية الحياتية للوصلات عن طريق زراعتها في جسم الارنب لدراسة سلوكها التأكل ومدى تأثيرها على الأفعال الحياتية للجسم.
وقد اظهرت النتائج المتحصلة ان مقدار العشوائية في السبيكة يزداد مع زيادة معدل التبريد. ان وجود عنصر التيتانيوم في معدن اللحام سوف يؤدي الى تغيير لون الزركونيا نتيجة لتفاعله معها وكلما زادت حراره اللحام او الوقت الخاصة بالعملية كلما زاد هذا التاثير .
اظهرت نتائج فحص البنية المجهرية ثلاثة مناطق مميزه في الوصلات الناتجة وهي منطقة الانتشار ومنطقه اللحام ومنطقه السطح الفاصل بين الزركونيا والمعدن المالئ ولكل منطقة اكوار تختلف عن المنطقة الأخرى وبالتوالي خواص مختلفة بين المناطق.
نتائج فحص مقاومة القص للوصلات الناتجة بينت ان مقاومة القص ترتفع مع زيادة درجه الحرارة حتى حراره 875 ثم تبدء بالانخفاض حيث كانت اعلى مقاومه هي 20.4 ميغا باسكال للوصلات الملحومة بالمعدن المالئ من دون كوبلت ولكن كانت اعلى قيمة لهذه المقاومة في حالة المعدن المالئ مع إضافة الكوبلت حوالي 22.1 ميغا باسكال حيث ان وجود الكوبلت يساعد على زياده انتشارية المعدن المالئ وبالتالي تراكيب اكثر تجانسا واعلى مقاومة.
وكذلك الحال بالنسبة لفحص الصلادة حيث ان صلادة الوصلات الناتجة ازدادت مع زيادة الحرارة لكلا النوعين من الوصلات المحضرة.
بينت نتائج فحص الزراعة للوصلات في جسم الارنب ان كلا النوعين ذات توافقية حياتية عالية ونتائج تفاعلها مع الجسم لا تسبب حساسية او سرطان.

جنان العبيدي