رسوبنشانی الکتروشیمیایی پوششهای کامپوزیتی Hydroxyapatite/ZnO بر روی آلیاژ سوپرالاستیک NiTi برای کاربردهای پزشکی
نام عام مواد
[پایاننامه]
عنوان اصلي به زبان ديگر
Electrochemical deposition of Hydroxyapatite/ZnO composite coatings on NiTi superelastic alloy for biomedical applications
نام نخستين پديدآور
/علیرضا مهرورز
وضعیت نشر و پخش و غیره
نام ناشر، پخش کننده و غيره
: مهندسی مواد
تاریخ نشرو بخش و غیره
، ۱۴۰۰
مشخصات ظاهری
نام خاص و کميت اثر
۹۶ص.
ساير جزييات
:
يادداشت کلی
متن يادداشت
زبان: فارسی
متن يادداشت
زبان چکیده: فارسی
یادداشتهای مربوط به نشر، بخش و غیره
متن يادداشت
چاپی - الکترونیکی
یادداشتهای مربوط به مشخصات ظاهری اثر
متن يادداشت
مصور، جدول، نمودار
یادداشتهای مربوط به پایان نامه ها
جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن
کارشناسی ارشد
نظم درجات
مهندسی مواد- شناسایی و انتخاب مواد مهندسی
زمان اعطا مدرک
۱۴۰۰/۰۶/۰۱
کسي که مدرک را اعطا کرده
صنعتی سهند
یادداشتهای مربوط به خلاصه یا چکیده
متن يادداشت
در این پژوهش، نانوذرات کروی اکسیدروی در غلظتهای مختلف به محلول پوششدهی هیدروکسی آپاتیت بر روی آلیاژ سوپرالاستیک نیکل تیتانیم اضافه شدند تا اثر آنها بر خواص مختلف پوشش حاصل بررسی شود .قبل از انجام عملیات رسوبدهی، محلول پوششدهی هیدروکسیآپاتیت با افزودن یونهای کلسیم و فسفات آماده شد و سپس نانوذرات به همراه ماده فعالساز سطحی (CTAB) وارد محلول شده و به مدت ۳ ساعت تحت عملیات هم-زدن سریع قرار گرفتند .در نهایت پوششدهی در دمای ۶۵ و به مدت نیم ساعت به روش الکتروشیمیایی پالسی انجام پذیرفت .تکنیک پالسی در واقع به تشکیل پوشش یکنواخت با چسبندگی بهتر کمک شایانی میکند .در ابتدا به منظور یافتن چگالی جریان مناسب، پوششدهی در حضور نانوذرات اکسیدروی به غلظت mg/L ۲۰۰ در چگالی جریانهایmA/cm ۲ ۳، ۶ و ۹ انجام شد که از این میانmA/cm ۲ ۶ به عنوان گزینه بهینه انتخاب شد .سپس پوششدهی در ۴ حالت مختلف شامل پوشش خالص هیدروکسیآپاتیت و پوشش کامپوزیتی با غلظتهای mg/L ۲۰۰، ۴۰۰ و ۸۰۰ انجام پذیرفت .نتایج بررسی ریزساختار نشان دادند که افزودن نانوذرات باعث رشد بیشتر جوانه-های هیدروکسی آپاتیت تشکیل یافته میشود .همچنین افزودن نانوذرات اکسیدروی سبب تشکیل فاز خالصتر هیدروکسیآپاتیت به جز در پوشش با غلظت mg/L ۸۰۰ شد .در بررسیهای بعدی، مقاومت به خوردگی پوششها بررسی شد؛ نتایج نشان دادند حضور نانوذرات اکسیدروی در حالت کلی باعث بهبود رفتار مقاومت به خوردگی پوششهای کامپوزیتی نسبت به پوشش خالص هیدروکسیآپاتیت میشود .ارزیابی تاثیر کامپوزیت بر زبری پوشش-ها ثابت کرد که دانههای هیدروکسیآپاتیت رشد فزایندهای داشته و لذا با افزودن نانوذرات میزان زبری سطح نیز افزایش پیدا میکند .افزودن نانوذرات اکسید روی تا mg/L ۴۰۰، زاویه تماس با سطح را به علت افزایش میزان تخلخل پوشش کاهش داد؛ ولی در غلظت بالاتر به دلیل رشد بی رویه صفحات آپاتیتی این زاویه دوباره افزایش یافت .در رابطه با استحکام چسبندگی، نانوذرات اکسیدروی به عنوان یک تقویت کننده عمل نموده و دوباره تا سقف mg/L ۴۰۰ موجب بهبود این پارامتر شدند .با این حال افزایش غلظت نانوذرات در محلول به mg/L ۸۰۰ باعث افت ملموس در استحکام شد که علت آن، رشد بیش از حد صفحات هیدروکسیآپاتیت است .مطالعه کیفیت رشد آپاتیت در محلول شبیهسازی شده بدن نشان داد که حضور نانوذرات اکسیدروی سبب رشد کرههای آپاتیتی و همچنین توزیع یکنواخت اندازه آنها شده است .دلیل این اتفاق در واقع به ممانعت این ذرات از تشکیل جوانههای آپاتیتی در نقاط استقرار آنها و هدایت آنها به سایر نقاط فعال در سطح مربوط میشود .در نهایت نتایج بررسی رهایش یون نیکل از سطح نشان داد که پوششهای خالص هیدروکسیآپاتیت و همچنین کامپوزیتی با غلظت حداکثر ذرات تقویت کننده به دلیل وجود فازهای ثانوی ناپایدار مقدار یون بیشتری را در محلول آزاد کردند
متن يادداشت
In this work, we managed to add spherical ZnO nanoparticles to the deposition solution in different concentrations to evaluate the various properties of the coatings on NiTi superelastic alloy. Prior to the deposition process, the hydroxyapatite solution was prepared via adding calcium and phosphate-related precursors and then, ZnO nanoparticles along with surfactant were introduced. The solution was vigorously stirred to reach a well-dispersed suspension. Eventually, the electrodeposition was conducted at 65 for 30 min and in pulse mode to form a uniform film with better adhesion. In the first step, the composite coating was carried out under three different current densities, including 3, 6, and 9 mA/cm2, containing 200 mg/L of ZnO nanoparticles, where the second current density was chosen as the optimum one. Next, the samples were coated with pure calcium phosphate solution as well as solutions containing 200, 400, and 800 mg/L of ZnO nanoparticles. Morphological observations showed that the incorporation of ZnO nanoparticles encouraged the transverse and longitudinal growth of hydroxyapatite plates. The integration of nanoparticles also favored the pure hydroxyapatite crystallization except for the coating in 800 mg/L concentration. Corrosion protection studies of coatings proved the beneficial effect of ZnO nanoparticles in comparison with pure coating. The topographic evaluations affirmed the intense growth of composite coatings and the consistent rise in roughness values. The wettability of coatings was promoted by the inclusion of nanoparticles up to 400 mg/L due to the increase in the porosity volume of surfaces. However, this parameter worsened by the extra addition of ZnO. Regarding adhesion strength, ZnO nanoparticles acted as an efficient reinforcing component and enhanced this factor up to the addition of 400 mg/L. The further increase in ZnO concentration damaged the adhesion of the coating to the substrate due to excessively enlarged crystals. The ability of apatite formation was investigated in SBF solution. The results indicated that the presence of ZnO nanoparticles induced the growth of apatite grains as well as restricted their size distribution. This can be explained by the fact that nanoparticles retarded the nucleation of apatites in their current sites and in return, guided them to the other active sites in the surroundings. Ultimately, Ni ion release measurements showed that pure coating and the coating with the maximum concentration of nanoparticles were the least effective inhibitors owing to possessing secondary, unstable calcium phosphate phases.
خط فهرستنویسی و خط اصلی شناسه
ba
عنوان اصلی به زبان دیگر
عنوان اصلي به زبان ديگر
Electrochemical deposition of Hydroxyapatite/ZnO composite coatings on NiTi superelastic alloy for biomedical applications