تأثير اكسيد منيزيم بر روي رفتار سينتر و خواص بايو سراميك Ca3ZrSi2O9

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي مواد

كارشناسي ارشد

چكيده با توجه به اهميت موضوع ايمپلنتهاي استخواني و يافتن ماده اي داراي سازگاري خوب، قابليت تخريب پذيري و مقاومت مكانيكي بالا براي كاربرد ترميم نواقص استخواني بدن انسان، سراميك زيست فعال بغداديت در پژوهش پيش رو مورد بررسي قرار گرفته است. اين سراميك بر پايه سيليكات كلسيم با توجه به استحكام شكست بالا، مقاومت خمشي مطلوب، سختي مناسب و زيست سازگاري قابل توجه، امروزه مورد توجه پژوهشگران اين عرصه قرار گرفته است. در پژوهش حاضر مواد اوليه شامل كربنات كلسيم، اكسيد زيركونيوم، اكسيد منيزيم، اكسيد سيليسيم به عنوان مواد اوليه مورد استفاده قرار گرفت و به روش حالت جامد اين مواد اوليه مخلوط شدند و در دماي 1200 درجه كلسينه و بعد از كلسينه شدن فاز بغداديت سينتر شد در مرحله بعد پودر بغداديت سينتر شده شكل داده شد و بعد از آن قرصهاي سراميكي با قطر 1 سانتيمتر ساخته شد اين قرصها در دماي 1400 تا 1550 درجه سينتر شدند. همچنين در اين پژوهش به منظور بهبود خواص سراميك بغداديت د از دوپنت اكسيد منيزيم استفاده شده است. جهت دوپنت اكسيد منيزيم از 0 تا 4/7 درصد وزني اكسيد منيزيم استفاده شده و فرمول شيميايي به صورت Ca3-xMgxZrSi2O9 مي‌باشد. در اين راستا، ضمن سنتز فاز بغداديت به روش گفته شده، اثر دوپنت و فرآيند زينترينگ اين فاز بر روي ريزساختار، سختي و زيست سازگاري آن مورد بررسي قرار گرفت. نتايج آزمون ميكروسكوپ الكتروني روبشي نشان داد كه اندازه ذرات پس از فرآيند زينترينگ به شكل قابل توجهي رشد كرد و با افزايش درصد اكسيد منيزيم در ساختار، اندازه متوسط ذرات از 0/1 ميكرومتر به 62/3 ميكرومتر افزايش يافت. همچنين مشخص شد كه دماي سينتر سراميكهاي بغداديت با افزايش اكسيد منيزيم از دماي 1500 به 1400 كاهش يافت. همچنين مشخص شد كه تا نمونه حاوي 3/2 درصد وزني اكسيد منيزيم اندازه حفرات و درصد حجمي حفرات با افزايش مقدار اكسيد منيزيم در ساختار افزايش يافت اما در نمونه حاوي 4/7 درصد وزني اكسيد منيزيم اين پارامترها با كاهش مقدار مواجه بود. نتايج آزمون پراش پرتو X و آناليز حرارتي نشان داد كه فاز بغداديت پس از زينترينگ در دماي 1200 درجه سانتيگراد تشكيل شد. همچنين مشخص شد كه هرچقدر مقدار اكسيد منيزيم در ساختار افزايش يافته است، شدت پيكهاي فاز بغداديت بيشتر شده است. نتايج بررسي زيست فعالي سلولها نشان داد كه بيشترين فعاليت زيستي مربوط به نمونه حاوي 078/0 درصد وزني اكسيد منيزيم و سپس نمونه دوپنت نشده ميباشد و كمترين فعاليت مربوط به نمونه حاوي 805/0 درصد وزني اكسيد منيزيم بوده است. نتايج آزمون ميكروسختي نيز بيانگر آن بود كه ميكروسختي با افزايش مقدار اكسيد منيزيم ساختار تقريبا به طور مداوم افزايشي بوده و از حدود 235 ويكرز در نمونه دوپنت نشده به حدود 679 ويكرز در نمونه حاوي 59/2 درصد وزني اكسيد منيزيم رسيده است.

212664

شناسايي و انتخاب مواد مهندسي

فني مهندسي گلپايگان

دانشگاه صنعتي اصفهان

محمد خدائي

احمد صيادي