بررسي رفتار خستگي خوردگي كامپوزيت پايه منيزيمي با كاربرد پزشكي

كارشناسي ارشد

كامپوزيت هاي پايه منيزيمي در سال‌هاي اخير به‌واسطه نسبت استحكام به وزن بسيار بالا، چگالي كم فلز پايه، قابليت ماشين كاري بسيار زياد به‌طور گسترده مورد استقبال محققين و توليدكنندگان قرارگرفته است. ازآنجايي‌كه منيزيم خود يكي از عناصر ضروري براي متابوليسم بدن انسان است و خواص مكانيكي بسيار مشابهي با استخوان بدن انسان دارد، مي تواند در موضوعات ارتوپدي از گرايش هاي علوم پزشكي نقش پررنگي را ايفا كند. ازجمله ويژگي هاي منيزيم مي توان به قابليت زيست‌تخريب‌پذيري آن اشاره كرد كه مي تواند به‌عنوان بيوماده براي ساخت اروتزها و پروتزها در نظر گرفت و جراحي ثانويه را از بين برد. همچنين به دليل نرخ خوردگي بسيار بالا در محيط‌هاي زيستي، منيزيم خالص به تنهايي قابل كاربري نيست كه براي رفع اين نقص مي توان از كامپوزيت‌هاي پايه منيزيمي بهره برد و مقاومت به خوردگي آن را قابل كنترل كرد. در پايان‌نامه پيش رو، كامپوزيت هاي پايه فلزي با فاز زمينه منيزيم خالص و فاز تقويت‌كننده هيدروكسي‌آپاتيت توسط روش ريخته‌گري همزني مغناطيسي-مكانيكي توليدشده اند. باوجود اهميت موضوع خستگي خوردگي در محيط شبيه سازي شده بدن به عنوان يكي از مهم ترين موضوعات در كاربرد نهايي اين بيوكامپوزيت‌ها، تاكنون مطالعاتي در اين زمينه صورت نگرفته است. بنابراين در پايان‌نامه حاضر به بررسي رفتار اين نوع بيوكامپوزيت‌ها از ديدگاه خستگي خوردگي پرداخته شده است. همچنين به منظور بهينه سازي زمان همزني مكانيكي در حين ريخته گري تحقيقاتي بر روي خواص مكانيكي ازجمله سختي، فشار، كشش و رفتار خستگي صورت گرفته است. لازم به ذكر است نمونه‌هاي كامپوزيتي جهت بررسي تأثير فاز تقويت كننده با مقادير %5/2 و %5 وزني هيدروكسي آپاتيت و با دو نسبت اكستروژن متفاوت 1:5 و 1:20 تهيه شده اند. نتايج به‌دست‌آمده حاكي از زمان 5 دقيقه همزني مكانيكي در كنار همزني مغناطيسي به عنوان زمان بهينه همزني مي باشد. هم چنين به طور كلي افزودن ذرات تقويت كننده باعث بهبود خواص مكانيكي، مقاومت به خوردگي، رفتار خستگي پرچرخه و به‌طور خاص افزايش عمر خستگي خوردگي نمونه‌هاي بيوكامپوزيتي در دامنه تنش‌هاي يكسان نسبت به نمونه‌هاي منيزيم خالص مي شود، به طوري كه در نمونه هاي كامپوزيتي %5/2 وزني به دليل كاهش نرخ خوردگي، عمر خستگي مفيدتري را نسبت به نمونه هاي %5 وزني نشان داد.

191836

دانشگاه علم و صنعت ايران

طراحي كاربردي - جامدات

دكتر محمد صديقي