گرم(HIP)………………………………………………………….. 29

2-6-4- پوشش دهی به روش پراکنش پرتویونی و پراکنش فرکانس رادیویی………………. 29

عنوان صفحه

2-6-5- پوشش دهی به روش پاشش پرسرعت سوخت اکسیژن ………………………………….. 29

2-6-6-پوشش دهی به روش سل-ژل……………………………………………………………………….. 30

2-7- عملیات پوشش دهی پلاسمایی الکترولیتی ………………………………………………………….. 30

2-7-1- تاریخچه ……………………………………………………………………………………………………… 30

2-7-2- اصول فیزیکی و شیمیایی الکترولیزپلاسمایی…………………………………………………… 31

2-7-3- خصوصیات جریان- ولتاژ……………………………………………………………………………….. 33

2-7-4- مکانیزم های فرآیند EPT………………………………………………………………………………….. 35

فصل سوم:روش تحقیق

3-1- تجهیزات و مواد مصرفی مورد نیاز ……………………………………………………………….39

3-2- آماده سازی نمونه ها…………………………………………………………………………………….. 39

3-3- تهیه هیدروکسی آپاتیت …………………………………………………………………………… 40

3-4- عملیات پوشش دهی به روش پلاسمای الکترولیتی کاتدی (PET)…………………… 40

3-5-تست ها و آنالیزهای پس از پوشش دهی……………………………………………………………….. 43

3-5-1- بررسی مورفولوژی و ریز ساختارها …………………………………………………………………… 43

3-5-2- تست سایش ……………………………………………………………………………………………. 43

3-5-3-تست ریز سختی………………………………………………………………………………………… 44

3-5-4- تست زبری …………………………………………………………………………………………….. 45

3-5-5- بررسی رفتار خوردگی …………………………………………………………………………. 45

عنوان صفحه

فصل چهارم: :بحث و نتیجه گیری

4-1- بهینه سازی محلول الکترولیت …………………………………………………………… 49

4-2-عملیات پلاسمای الکترولیتی کاتدی (PET) به منظور ایجاد پوشش Zro₂……… 51

4-2-عملیات پلاسمای الکترولیتی کاتدی (PET) به منظور ایجاد پوشش zro₂-HA 52

4-4-بررسی های ریزساختار و مورفولوژی سطح…………………………………………………. 54

4-4-1-بررسی مورفولوژی سطح فولاد ضد زنگ 316ال و تیتانیوم با پوشش زیرکونیا. 54

4-4-2- بررسی ریزساختار فولاد ضد زنگ 316ال و تیتانیوم با پوشش زیرکونیا………… 56

4-4-3-بررسی مورفولوژی سطح فولاد ضد زنگ 316ال و تیتانیوم با پوشش زیرکونیا- هیدروکسی آپاتیت 59

4-4-4- بررسی ریز ساختار فولاد ضد زنگ 316ال و تیتانیوم با پوشش زیرکونیا-

هیدروکسی آپاتیت ………………………………………………………………………. 62

4-5-خواص مکانیکی …………………………………………………………………………… 65

4-5-1- سختی سطح …………………………………………………………………………… 65

4-5-2-زبری ………………………………………………………………………………….. 66

4-6-خواص سایشی و اصطحکاک……………………………………………… 67

4-6-1- خواص سایشی و اصطحکاک فولاد ضد زنگ 316ال با پوشش زیرکونیا در

هوا……………………………………………………………………………. 67

4-6-2- خواص سایشی و اصطکاک تیتانیوم با پوشش زیرکونیا در هوا…………….. 70

4-6-3- خواص سایشی و اصطکاک فولاد ضد زنگ 316ال با پوشش زیر کونیا و زیرکونیا- هیدروکسی آپاتیت در محلول رینگر …………………………………. 73

4-6-4- خواص سایشی و اصطکاک تیتانیوم با پوشش زیرکونیا و زیرکونیا- هیدروکسی آپاتیت در محلول رینگر 78

عنوان صفحه

4-6-5- مقایسه بین فولاد ضد زنگ 316 ال تیتانیوم با پوشش زیرکونیا و زیرکونیا- هیدروکسی آپاتیت 83

4-6-6- خواص سایشی و اصطکاک فولاد ضد زنگ 316 ال با پوشش زیرکونیا- هیدروکسی آپاتیت در محلول بزاق مصنوعی 84

4-6-7- خواص سایشی و اصطکاک تیتانیوم بدون پوشش و تیتانیوم با پوشش زیرکونیا- هیدروکسی آپاتیت در محلول بزاق مصنوعی……………….. 86

4-6-8- مقایسه بین فولاد ضدزنگ 316ال و تیتانیوم با پوشش زیرکونیا- هیدروکسی

آپاتیت ………………………. 90

4-7-بررسی رفتار خوردگی…………………………… 90

4-7-1- بررسی خوردگی در نمونه های فولاد ضد زنگ 316 ال بدون پوشش، با پوشش زیرکونیا و با پوشش زیرکونیا-هیدروکسی آپاتیت در محلول رینگر ……………. 90

4-7-2- بررسی خوردگی در نمونه های تیتانیوم بدون پوشش، با پوشش زیرکونیا و با پوشش زیرکونیا-هیدروکسی آپاتیت در محلول رینگر ……………. 91

4-7-3- مقایسه خوردگی نمونه های تیتانیوم بدون پوشش و با پوشش زیرکونیا با نمونه فولاد ضد زنگ 316ال با پوشش زیرکونیا- هیدروکسی آپاتیت در محلول رینگر…………. 92

4-7-4- بررسی خوردگی در نمونه های تیتانیوم بدون پوشش و تیتانیوم و فولاد ضد زنگ 316ال با پوشش زیرکونیا- هیدروکسی آپاتیت در محلول بزاق مصنوعی………….. 93

فصل پنجم:نتیجه گیری

5-1-نتیجه گیری……………… 95

5-2-پیشنهادات………….. 96

• مقدمه

واژه و اصطلاح بسیار نزدیک و مرتبطی که برای درک اهداف علم مواد زیستی- پزشکی مهم است و به فهم تعریف بیومواد کمک می کند سازگاری زیستی است[1] است. بر طبق تعریف ویلیامز، سازگاری زیستی یا زیست سازگاری عبارت است از: توانایی یک ماده برای ایفای نقش در یک کاربرد ویژه و اجرای یک وظیفه خاص به گونه ای که توام با دریافت پاسخ صحیح و مناسب از طرف بافت میزبان باشد[70]. همچنین ماده ای را می توان زیست سازگار نامید که در محیط زیستی (بیولوژیکی) کیفیت غیر مخرب داشته و تنها واکنش بدن در مقابل آن تشکیل بافت باشد این مواد شامل مثال هایی چون فولادهای ضد زنگ هستند[70].

فولاد ضد زنگ آستنیتی و به ویژه نوع 316 ال[2] متداول ترین فولاد برای کاربرد کاشت ها محسوب می شود این فولاد قابلیت سخت شدن با کارسرد را دارد. فولاد 316ال خاصیت مغناطیسی نداشته و جذب آهنربا نمی شود و در مقایسه با فولادهای دیگر، مقاومت خوردگی بهتری دارد. حضور مولیبدن در آلیاژ، مقاومت در برابر خوردگی حفره ای[3] در آب نمک را افزایش می دهد. وجود نیکل در آلیاژ، پایداری فاز آستنیت را در دمای اتاق فراهم می سازد و علاوه بر آن مقاومت خوردگی را افزایش می دهد. پایداری فاز آستنیت می تواند بر اثر تغییر مقدار نیکل و کرم موجود در آلیاژ تحت تأثیر قرار گیرد[71].

جدول 1-1- ترکیب شیمیایی فولاد ضد زنگ 316ال