بررسی رفتار خوردگی و زیست سازگاری آلیاژ تیتانیوم پوششدهی شده با نانولایه کاربید تانتالوم برای کاربردهای ارتوپدی
محورهای موضوعی : فصلنامه علمی - پژوهشی مواد نوینمحمدمهدی اسماعیلی 1 , محبوبه محمودی 2
1 - دانشگاه آزاد اسلامی، واحدعلوم و تحقیقات یزد، دانشکده فنی و مهندسی، گروه مهندسی پزشکی، یزد، ایران
2 - دانشگاه آزاد اسلامی، واحد یزد، دانشکده فنی و مهندسی، گروه متالورژی و مکانیک، یزد، ایران
کلید واژه: مقاومت به خوردگی, کاریید تانتالوم, پرتو الکترونی, رسوبدهی فیزیکی از فاز بخار, زیست سازگاری,
چکیده مقاله :
در این تحقیق، نانولایه کاربید تانتالوم با ضخامت 500 نانومتر بر روی سطح آلیاژ Ti-6Al-4V با روش رسوب دهی فیزیکی از فاز بخار با پرتو الکترونی به منظور اصلاح سطح زیرلایه، پوشش داده شد. با ارزیابی سختی سطح نمونهها، سختی سطح نمونه اصلاح شده با پوشش کاربید تانتالوم (Ti-6Al-4V/Ta2C) نسبت به نمونه بدون پوشش (Ti-6Al-4V) به عنوان شاهد از HV346 به HV640 افزایش یافت. همچنین با انجام آزمون خوردگی در محلول فیزیولوژیکی هنکس مشاهده گردید که چگالی جریان خوردگی در نمونهها در مقایسه با نمونه شاهد از 2 به 5/1 کاهش مییابد که بیانگر بهبود مقاومت به خوردگی نمونه اصلاح شده میباشد. پس از آزمون خوردگی با بررسی میزان رهایش یونهای V، Al و Ti، غلظت عناصر آزاد شده پس از پوشش دهی به بیش از نصف میزان آنها در قبل از پوششدهی کاهش مییابد. همچنین افزایش رشد و تکثیر سلولهای MG-67(استئوبلاست) و چسبیدن و پهن شدن آنها بر روی سطح نمونههای پوششدهی شده نسبت به نمونه شاهد توسط آزمونهای برون تنی و سمیت سلولی مشاهده گردید. نهایتاً، آزمونهای پراش پرتو ایکس، بررسیهای میکروسکوپ الکترونی روبشی و آنالیز عنصری به ترتیب برای شناسایی فازها، بررسی مورفولوژی و تعیین در صد عناصر نمونهها انجام گرفت. بنابراین نتایج این مطالعه نشان داد که آلیاژ Ti-6Al-4V پوشش داده شده با کاربید تانتالوم با توجه به مقاومت خوردگی و خواص سطحی عالی، گزینه مناسبی برای کاربرد در ایمپلنتهای ارتوپدی میباشد.