عنوان

بررسی زیست سازگاری پوشش‌های نانوکامپوزیتی کبالت-کروم تقویت شده با ذرات زیست فعال تولید شده به روش آبکاری الکتریکی

IR

۴۲۵۹پ

فارسی

IR

بررسی زیست سازگاری پوشش‌های نانوکامپوزیتی کبالت-کروم تقویت شده با ذرات زیست فعال تولید شده به روش آبکاری الکتریکی

[پایان‌نامه]

Investigating biocompatibility of Co-Cr nanocomposite electrodepositions reinforced with bioactive particles

/الهام محمودی

: مهندسی مواد

، ۱۳۹۸

۷۸ص.

:

زبان: فارسی

زبان چکیده: فارسی

چاپی - الکترونیکی

مصور، جدول، نمودار

کارشناسی ارشد

مهندسی مواد- فناوری نانو- نانومواد

۱۳۹۸/۰۶/۰۱

صنعتی سهند

پوشش‌های آلیاژی پایه کبالت دارای مقاومت به خوردگی و سایش مطلوبی هستند .افزودن نانو ذرات به این پوشش‌ها و تولید نانوکامپوزیت موجب بهبود خواص این پوشش‌ها می‌شود .نانوذرات سرامیکی مانندZrO ۲ به سبب دارا بودن خواص ویژه به‌عنوان فاز تقویت‌کننده در کامپوزیت‌های زمینه فلزی مطرح هستند .در این پژوهش پوشش‌هایCr - Coو نانو-کامپوزیتیCr/ZrO- Co۲ با استفاده از حمام‌هایی برپایه کروم سه ظرفیتی با روش آبکاری الکتریکی لایه نشانی شده‌اند .برای بهبود در خواص، پوشش‌ها در آب مقطر با دمایC ۹۵ غوطه ور شده و سپس تحت عملیات حرارتی در شرایط دماییC ۳۰۰ قرار گرفته‌اند( فرآیند Boiling). & HeatTreatment تأثیر انجام عملیات HTB بر روی پوشش‌ها و تأثیر افزودن نانو ذراتZrO ۲ بر روی مورفولوژی، ترکیب و ساختار پوشش با میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM) و پراش اشعه‌ی ایکس (XRD)مورد مطالعه قرار گرفت .به منظور بررسی سختی از آزمون سختی‌سنجی ویکرز استفاده شد .رفتار خوردگی پوشش‌ها نیز با استفاده از طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی و پلاریزاسیون در محلول رینگر و محلول شبیه‌سازی شده‌ی بدن (SBF)مورد بررسی قرار گرفت .آزمون زاویه‌ی ترشوندگی جهت بررسی آب دوستی یا آب‌گریزی سطح و آزمون رهایش یون به مدت هفت روز در شرایط دماییC۳۷ در محلول رینگر و چسبندگی سلولی نیز برای بررسی میزان یون‌های آزاد شده و زیست سازگاری پوشش‌های تولید شده انجام گرفت .نتایج XRD حاکی از آمورف بودن ساختار پوشش‌های تولید شده است .با افزودن نانوذراتZrO ۲ ساختار پوشش تغییری نکرده است .بعد از فرآیند HTB پیک مربوط به Co و Cr باریکتر و تیزتر شده است که بیانگر بلوری شدن پوشش است .مورفولوژی پوشش با افزودن نانو ذرات تغییری نکرده است اما به میزان اندکی از میزان ترک‌های سطحی کاسته شده است .نتایج ریزسختی نیز نشان داد بیشترین سختی مربوط به پوشش نانوکامپوزیتیCr/- (HTB) Co۵gL-۱ZrO۲ است .با توجه به نتایج خوردگی‍ بررسی شده در محلول رینگر بیشترین مقاومت به خوردگی مربوط به کامپوزیتCr/- (HTB) Co۵gL-۱ZrO۲ است که نسبت به پوشش آلیاژی مقاومت‍ خوردگی آن حدود ۲۲ برابر و نسبت به نمونه‌یCr/- Co۵gL-۱ZrO۲ در حدود ۹ برابر بیشتر است .بررسی تأثیر زمان در میزان خوردگی‍ پوشش‌های آلیاژی (HTB) و نانوکامپوزیتی (HTB)در محلول SBF نیز نشان داد که مقاومت به خوردگی پوشش نانوکامپوزیتیCr/- (HTB)Co۵gL-۱ZrO۲ نسبت به پوشش آلیاژی بیشتر است و بعد از گذشت ۲۴ ساعت تا ۳۰ روز مقاومت به خوردگی پوشش کامپوزیتی تقریبا ثابت باقی مانده است ولی در نمونه‌ی آلیاژی به تدریج این مقاومت کاهش پیدا کرده است .آزمون زاویه ترشوندگی نیز نشان داد که اندازه‌ی این زاویه بعد از فرآیند HTB به میزان زیادی کاهش یافته است .بررسی میزان آزادسازی یون و کشت سلولی نشان داد، مقادیر یون‌های آزاد شده برای چسبندگی سلول قابل قبول نبوده و موجب مرگ سلول به علت وجود گونه‌های فعال اکسیژن در روزهای اول کشت شده است

Cobalt-based alloy coatings have a good corrosion and wear resistance. Making nanocomposite coatings by addition of nanoparticles improves the properties of these coatings. Ceramic nanoparticles such as ZrO2 are considered to have special properties as reinforcing phases in metal matrix composites. In this study, Co-Cr and Co-Cr/ZrO2 nanocomposite coatings were deposited using trivalent chromium based baths by electrodeposition technique. To produce nanocomposite coatings, differrent amount of ZrO2 in the range of 2-20 g/l was added to the electrolyte. After deposition, the coatings were boilled in distilled water for 20 min and then heat treated at 300C for 10 min (BHT process). The effect of ZrO2 nanoparticles and BHT process of samples on the morphology, composition and structure of coatings were studied by scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction (XRD). The hardness of the coatings was measured by Vickers microhardness test. The corrosion behavior of the coatings was also investigated by using electrochemical impedance spectroscopy and polarization technique in Ringer's and simulated body solutions (SBF) at 37C. Contact angle test was carried out to investigate hydrophilicity of the surface. The biocompatibilty of samples was evaluated by monitoring the amount of released ions from the samples into Ringer's solution. Also, the attachment and growth of fibroblast cells on samples was controlled after 48h. XRD results indicated that the coatings are amorphous. By addition ZrO2 nanoparticles, the coating structure did not change and only the peaks related to ZrO2 were appeared in the diffraction patterns. After HTB procss the peak of Co-Cr became thinner and sharper that represents the crystallization of the coating. The coating morphology did not change with the addition of nanoparticles but surface cracks decreased to some extent. The hardness results also showed that the maximum hardness was related to the composite coating obtained by deposition in the bath containing 5gL-1 ZrO2. Also, the hardness of the coating has increased after HTB process. According to the corrosion results, the highest corrosion resistance is related to Co-Cr/5gL-1 ZrO2 sample after BHP proceess which has about 22 times higher corrosion resistance than Co-Cr coating and about 9 times higher corrosion resistance than Co-Cr/5gL-1 ZrO2 sample. Also, after immersion of the samples in SBF up to 30 days the corrosion resistance of the HTB composite coatings was higer than the all other coatings. The contact angle test showed that the hydrophilicity of samples was significantly decreased after HTB process. Probebly this is due to the formation of an oxide layer on the coating surface. Evaluation of ion release and cell culture results showed that the amounts of released ions were not acceptable for cell adhesion and caused cell death in the all analyzed samples.

ba

Investigating biocompatibility of Co-Cr nanocomposite electrodepositions reinforced with bioactive particles

آبکاری الکتریکی

پوشش Co-Cr

نانوکامپوزیت

خوردگی

زیست‌سازگاری

ZrO2

electrodeposition, Co-Cr coating, nanocomposite, corrosion, biocompatibility, ZrO2

آبکاری الکتریکی، پوشش Co-Cr، نانوکامپوزیت، خوردگی، زیست‌سازگاری،ZrO۲

محمودی، الهام

مهدوی، سهیل، استاد راهنما

اطمینان‌فر، محمدرضا، استاد مشاور

ایران

20230913

مواد ،۷۰۶۶۰ ،۱۳۹۸

ت‌لابک‍ ی‌تیزوپماکونان‍ ی‌اهش‌شوپ‍ ی‌راگزاس‍ ت‌سیز ی‌سررب‍-ی‌کیرتکلا ی‌راکبآ ش‌ور ه‌ب‍ ه‌دش‍ دیلوت‍ ل‌اعف‍ ت‌سیز ت‌ارذ اب‍ ه‌دش‍ ت‌یوقت‍ م‌ورک‍.pdf

عادی

عادی

index.pdf

p70660.pdf

0

ایمانی

متن

0

پ۴۲۵۹

فارسی

نمایه‌سازی قبلی

pe

TF

92029

1

a

Y