تقصي تأثير إضافة عناصر السبك/سيراميك على سلوك سبيكة Ni-Cr-Mo-Co كمواد حياتية

الباحث

بان احمد شنان جاسم

المشرف

علي هوبي حليم - حيدر حسن جابر

الجامعة

جامعة بابل

الكلية / القسم

كلية هندسة المواد / هندسة المعادن

الشهادة

دكتوراه

السنة

2022

لغة الرسالة

انكليزي

الكلمات المفتاحية

Ni-Cr-Mo-Co alloy; Biomaterials; Ceramic additions; Corrosion behavior

سبائك الأسنان ذات الأساس المعدني هي واحدة من أكثر المواد المستخدمة على نطاق واسع في طب الأسنان. سبائك الكوبالت والكروم والنيكل والكروم لها تطبيقات عديدة في مجال طب الأسنان إلى جانب سبائك الذهب والمعادن الثمينة المستخدمة في هذا المجال. ركزت هذه الدراسة على تصنيع وتوصيف مركبات سبائك النيكل والكروم المقوات بإضافة بعض العناصر (مادة البورون والزركونيوم والإنديوم والزركونيا) وتأثيرها على الخصائص الفيزيائية والميكانيكية والكهروكيميائية والطبية لهذه السبيكة. طريقة ميتالورجيا المساحيق المستخدمة في تحضير السبائك تمت باضافة كل من البورون والزركونيوم والإنديوم بنسب مختلفة (0.4:0.8،1.2) Leis wt% أضيف الزركونيا بنسب مختلفة (366 و 9) wt% تمت عملية الخلط لمدة 6 ساعات ، ثم تم كبسها بضغط ثابت قدره 600 ميجا باسكال. كانت أبعاد العينات بعد عملية الضغط 13mm = 1 و t= 4 mm. .إن عملية التلبيد التي يتم إجراؤها عند درجة حرارة 1000 درجة مئوية لمدة 8 ساعات لجميع العينات كافية تمامًا لتحويل كل العناصر إلى هيكل سبيكة. تم el yal اختبارات مختلفة على العينات ، Lay في ذلك الاختبارات الميكانيكية(الصلادة ¢ معامل يونك ، مقاومة الانضغاط ء والبلى ) ،الاختبارات الفيزيائية( الكثافة والمسامية )،اختبار البنية المجهرية( تحليل حيود الأشعة السينية ، المجهر الإلكتروني الماسح الضوئي والانبعاث الميداني ) ، الاختبارات الكهروكيميائية aga) الدائرة المفتوحة ، الاستقطاب الديناميكي وإطلاق الأيونات) ، والاختبارات البيولوجية (مضاد للبكتيريا). أشارت النتائج إلى أن إضافة البورون والزركونيوم والإنديوم cal إلى انخفاض واضح في المسامية ، بينما أدت إضافة الزركونيا إلى زيادة ملحوظة في قيم مسامية السبيكة. تظهر نتائج الكثافة بعد التلبيد زيادة في كثافة العينات المحتوية على البورون والزركونيوم والإنديوم وانخفاض كبير في كثافة العينات المحتوية على الزركونيا. أظهرت نتائج XRD أن جميع العينات (مع وبدون إضافات) عند درجة حرارة الغرفة ، تظهر فقط ثلاث اطوار في جميع السبائك ، OSI SMOoNi4. ، Cr3Ni2 ،/ (Ni) في حالة إضافة الزركونيا إلى السبيكة ، فقد أظهرت الاطوار السابقة مع وجود بيك واضح من الزركونيا في الرسم التخطيطي. تمت زيادة صلادة برنل للسبائلك المحضرة بشكل كبير مع إضافة القليل من البورون والزركونيوم في جميع النسب ¢ وكان لإضافة الإنديوم تأثير طفيف على قيمة الصلادة. العينات التي تحتوي على 1.2/ بالوزن من الزركونيوم لها صلابة أعلى لجميع عناصر الإضافة. زادت مقاومة البلى بإضافة 1 و72 و 10 و 7202 إلى سبائك NiCrMoCo ، فإن العينة (1.2) 7 Zr لديها خسارة أقل في الوزن أثناء اختبار التآكل تحت الأحمال المختلفة. من نتائج الخواص الكهروكيميائية اظهرت مقاومة التآكل لسبيكة 7]1013/0060 تحسئًا ملحوظًا بعد إضافة كل من 8 و72 و In و 7202 في اللعاب الصناعي و المحلول الملحي . وقد تبين أن التحسن أعلى مع إضافة Cus 0.8140 8 كانت نسبة التحسن 84.6/ و 87.2/ في اللعاب و المحلول الملحي على التوالي. يوضح اختبار إطلاق الأيونات لجميع السبائك لمدة 21 Leg: في اللعاب الاصطناعي والمحلول الملحي أنه لوحظ وجود تركيزات منخفضة ap من إطلاق أيونات المعادن. في الاختبار المضاد للبكتيريا لوحظ أن وجود العينات أدى إلى انخفاض تأثير البكتيريا. حيث لوحظ انخفاض ملحوظ في نسبة البكتيريا بعد فترة الحضانة لمدة 12 ساعة. العينة المضاف إليها )21.2 (wt انديوم و العينة المضاف إليها (6/ ZrO. (wt كان لها أعلى تأثير مضاد للجراثيم على كلا المؤشرين مقارنة بالعينات الأخرى.

Metal-based dental alloy is one of the most widely used materials in dentistry. Alloys of Cobalt-chromium and nickel-chromium have many applications in the field of dentistry besides alloys Gold and precious metals used in this field. This study focused on the manufacture and characterization of nickel-chromium alloy compounds reinforced by adding some elements (Boron, Zirconium, Indium and Zirconia ceramic material), and their effect on the physical, mechanical, biological and electrochemical properties of this alloy. Powder metallurgy method used to prepare alloys, each of the Boron, Zirconium and Indium was added in a different proportion (0.4,0.8,1.2) wt% while Zirconia was added in different proportions (3,6 and 9) wt%. The mixing process took place for 6hr, then compacted at a constant pressure of 600 Mpa. The dimensions of the samples after the pressing process were d=13mm and t = 4 mm. The sintering process accomplished at temperature 1000oC for 8 hr for all samples are sufficient completely to transform all element into alloy structure. Various tests were carried out on the samples, including mechanical tests )hardness, young’s modules, compressive strength, and wear ( , physical tests )density and porosity ( , microstructure test) X–ray diffraction analysis, optical and field emeition scanning electron microscope ( , electrochemical tests( open circuit potential, potentiodynamic polarization and ion release), and biological tests (Antibacterial) . The results indicate that the addition of Boron, Zirconium and Indium to alloy lead to a clear decrease in the porosity, while the addition of Zirconia led to a noticeable increase in the porosity values of the alloy. Density results after sintering show an increase in the density of both Boron, Zirconium and Indium containing specimens and a significant decrease in the density of Zirconia -containing specimens. The results of XRD showed that all specimens (with and without additives) at room temperature, just three phases structure appear in all alloys, γ (Ni), Cr3Ni2, MoNi4. But in the case of adding Zirconia to the alloy, it showed previous phases with clear beck of Zirconia in the diagram. The brinal hardness of the prepared alloy was significantly increased with the addition of a little boron and Zirconium in all proportions, the addition of Indium had slight effect on hardness value. Specimens with 1.2wt% Zirconium has the higher hardness of all adding elements. The wear resistance increased with addition of B,Zr,In and ZrO2 to NiCrMoCo alloys , The specimen of (1.2wt%) Zr has lower weigh loss during wear test under different loads. From the electrochemical properties results , the corrosion resistance of NiCrMo Co alloy showed significant improvement after the addition of each B, Zr,In and ZrO2 in artificial saliva and normal saline solutions . It was shown that higher improvement with the addition of the )0.8wt%(B where the percentage of improvement was 84.6% , 87.2% in Saliva and normal saline solutions , respectively. The ion release test for all alloys for 21 days in artificial saliva and normal saline solutions illustrate that very low concentrations of metals ions release are observed. In the antibacterial test It was notice that the presence of samples led to a reduction in the effect of bacteria. where it was notice a noticeable decrease in the percentage of bacteria after incubation for 12 hours. Sample with addition (1.2wt%)indium and the sample with addition (6 wt%) ZrO2 had the highest antibacterial effect on both indices compared to other samples.

طلب نسخة من الملف

الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.

الاسم

رقم الهاتف

البريد الإلكتروني

الغرض من الطلب (اختياري)

إرسال الطلب