اعلام جامعة بابل | مناقشة اطروحة دكتوراه في قسم هندسة المعادن

مناقشة اطروحة دكتوراه في قسم هندسة المعادن

نشر بواسطة : نورا كاظم بيرماني

تاريخ الخبر : 10/11/2024

عدد المشاهدات : 98

مناقشة اطروحة دكتوراه في قسم هندسة المعادن
ناقش قسم هندسة المعادن في كلية هندسة المواد\ جامعة بابل اطروحة الدكتوراه للباحثة ((سرى علي شاهي عبود))
(( التعديل السطحي للسبائك ذاكرة الشكل وسلوك تآكلها في البيئة البيولوجية ))
Surface Modification for Shape Memory Alloys and Their Corrosion Behavior in Biological Environment
اشرف على الاطروحة:
الاستاذ الدكتورة اقبال محمد سعيد
الاستاذ الدكتورة نبأ ستار راضي
تراس لجنة المناقشة: الاستاذ الدكتور عبد الرحيم كاظم عبد علي
تهدف الدراسة إلى استخدام سبيكة Ti-Nb في التطبيقات الطبية باعتبارها سبائك ذاكرة الشكل. ولكن لديها مدى تحول درجة حرارة وتأثير ذاكرة الشكل منخفضين . لذلك، تم اعتماد تقنية المواد المتدرجة وظيفياً (FGM) ومن ثم ترسيب الأغشية الرقيقة بطريقة الترسيب الفيزيائي للبخار.
يعرض البحث الحالي تصنيع وتوصيف لعدة سبائك ذاكرة الشكل (Ti Nb) بتركيب كيمياوي مختلف تدمج لتكوين مواد متدرجة وظيفياً ومن ثم ترسيب الأغشية الرقيقة بطريقة الترسيب الفيزيائي للبخار. تم ترسيب الذهب بتقنية البلازمة المتطايرةDC على مواد متدرجة وظيفيا. يتمتع طلاء المواد المتدرجة وظيفياً بخصائص جيدة كخاصية المضادة للبكتيريا، ومقاومة تآكل عالية ومقاومة جيدة للتآكل كما هو الحال في هذه الأطروحة.
من المفترض أن يؤدي هذا التصميم إلى تحسين الخواص العامة لسبائك ذاكرة الشكل TiNb، وخاصة نطاق درجة حرارة التحول. تم تصميم هذه المواد باختلافات تركيبية متدريجة داخل الجسم في قطعة واحدة. تم استخدام طريقة تكنلوجيا المساحيق على نطاق واسع في تحضير سبائك TiNb بالإضافة إلى نموذجين من المواد المتدرجة وظيفيًا. تمت دراسة تأثير تركيب الطبقات وزمن التلبيد ودرجات الحرارة على الصلادة المجهرية ((microhardness ، نسبة المسامية، درجة حرارة التحول، البنية المجهرية والاطوار.
يتم تحديد خصائص الطبقات والسبائك المتدرجة وظيفيًا والسبائك المطلية باستخدام المجهر الإلكتروني الماسح (SEM)، (EDX)، ومجهر القوة الذرية (AFM)، مسعر المسح التفاضلي DSC)) ويتم تحديد الاطوار الناتجة عن طريق حيود الأشعة السينية (XRD). ) ، الاختبارات الميكانيكي (اختبار الصلادة والبلى والالتصاقية). الاختبار الكهروكيميائي في محلول هانك والمحلول الملحي العادي باستخدام اختبارات الجهد الديناميكي والاستقطاب الدوري وتحرر الأيونات وزاوية الترطيب. علاوة على ذلك، تم دراسة السلوك المضاد للبكتيريا مع السلالات البكتيرية لبكتيريا E.coli و S. aureus لجميع السبائك.
تم اقتراح تصميمين من نظام المتدرج وظيفيا وتمت مقارنة تركيب كل طبقة. يبدأ البحث مع تصميم جديد وتطوير مواد ذاكرة الشكل (TiNb) المتدرجة وظيفيا والتي تتكون من ثلاث طبقات. التركيب والسمك أخذت بنظر الاعتبار. وتكون تركيبة الطبقات (بالنسبة الذرية) كما يلي: التصميم الأول ((75Ti-25 Nb)، (86 Ti-14 Nb)،((75 Ti-25 Nb)، والتصميم الثاني ((85Ti-15 Nb)، 76Ti-24Nb))، (Nb 85Ti-15)).
تم ضغط جميع الطبقات وكذلك العينات المتدرجة وظيفياً ب ( MPa800) وبظروف تلبيد في (1300 درجة مئوية) لمدة (7 ساعات) تحت جو محمي بغاز (الأركون). أظهرت اختبارات XRD أن العينات الملبدة تتكون من مركبين هما (? , ?). أوضحت اختبارات مسعر المسح التفاضلي DSC أن كل مادة من المواد المتدرجة وظيفياً، تحتوي العينة على (Af) و (Mf) أعلى وادنى على التوالي من كل طبقة. تُظهِر SMA-FGMs تحول فائق في مدى درجات الحرارة في جسم الإنسان بالمقارنة عند تصميم سبيكة واحدة.
في هذه الدراسة، تم تحديد معامل المرونة عن طريق اختبارات الضغط ، وانخفضت معاملات يونج بسبب عمل Nb كمثبت لطور ? في سبائك Ti-xNb وكانت قيمة معامل المرونة في حدود ( 35.01-79.05 ) GPa حيث تحتوي سبيكة FGM1 على أدنى قيمة هي 35.01 ، وهي الأقرب إلى تلك الموجودة في عظام الإنسان.
يُظهر التصميم الثاني للمواد المصنفة وظيفيًا بعد الطلاء (FGM2) خصائص فائقة لتأثير ذاكرة الشكل (SME) (4.3 % ) عند 150 درجة مئوية. زادت مقاومة البلى مع محتوى النيوبيوم، كما أن طلاء FGM1 لديه فقدان أقل للوزن أثناء اختبار البلى تحت أحمال مختلفة.
من نتائج الخواص الكهروكيميائية أظهرت مقاومة التآكل للسبائك تحسنا ملحوظاً بعد طلاء كل من FGM1 و FGM2 في محلول هانك والمحلول الملحي العادي. لقد تبين أن أفضل مقاومة للتآكل للعينة المطلية FGM1 (في محلول هانك) لديها كثافة تيار تآكلي أقل (icorr.=0.183 ?A/cm2) وبالتالي معدل تآكل أقل (CR= 0.02 mpy) مع تحسن (? 98.9).
يوضح اختبار إطلاق الأيونات لجميع السبائك لمدة 21 يومًا في محلول هانك والمحلول الملحي أنه لوحظ وجود تركيزات منخفضة جدًا من إطلاق أيونات المعادن. وفي اختبار المضاد للبكتيريا لوحظ أن وجود العينات أدى إلى انخفاض تأثير البكتيريا. حيث لوحظ انخفاض ملحوظ في نسبة البكتيريا وكان للعينة (1 FGM المطلية ) أعلى تأثير مضاد للجراثيم على كلا المؤشرين مقارنة بالعينات الأخرى.
جنان العبيدي
تصوير احمد حسين