تحسين الخواص السطحية لسبيكة Mg-2Al-1Nd بواسطة طلاء متعدد الطبقات بطريقة التحول الكيمياوي
Surface Properties Improvement of Mg-2Al-1Nd Alloys by Multi-layers Coating via Chemical Conversion Method
- الباحث
- براء حسن هادي محمد
- المشرف
- نوال محمد داوود
- الجامعة
- جامعة بابل
- الكلية / القسم
- كلية هندسة المواد / هندسة المعادن
- الشهادة
- دكتوراه
- السنة
- 2024
- لغة الرسالة
- انكليزي
- الكلمات المفتاحية
- Magnesium alloy; Chemical conversion coating; Multilayer coating; Corrosion resistance
الملخص
تطور المواد الحيوية شهد تعديلا ملحوظا في الآونة الاخيرة .تحلل المغنيسيوم وسبائكه بدون انتاج نواتج ضاره فتح الافاق في مجال استخدام المغنيسيوم في التطبيقات الطبية .هذا العمل يبحث في تقليل معدل التحلل ويحسن مقاومة التأكل والخواص الميكانيكية لسبيكة( 1710 -2841 - 8إ)إبواسطة طريقتين :اولا :معامل التلدين بدرجة 350 ولزمن 3 ساعات تلدين ,الطريقة الثانية تطبيق طلاء متعدد الطبقات باستخدام طلاء التحويل الكيمياوي . بعض الخواص الميكانيكية تم دراستها مثل (صلادة فيكرز ,اختبار الانضغاط ومقاومة الالتصاق ).كذلك تم توصيف السبيكة بعد التلدين وقبل التلدين بواسطة استخدام اختبار XRD 5 XRF ووصف البنية السطحية لسطح السبيكة باستخدام SEM و EDS .خشونة السطح وسمك الطلاء تم دراستها بواسطة اختبار مجهر القوة الذري ,تم دراسة سلوك التأكل بالطرق الكهروكيميائية والكيميائية ,واخيرا دراسة الاختبارات البايلوجية .من النتائج المحصلة للعمل الحالي ان المعاملة الحرارية لها دور مهم في تحسن الخواص الميكانيكية مثل مقاومة الانضغاط تزداد من 111 الى 7122147,الصلادة تزداد بعد معاملة التلدين من 62 الى 125 AV .خشونة السطح تتحسن وتتغير من 19.01 الى 11181.9 للسبيكة مع الطلاء متعدد الطبقات .كما وجد ان معدل التأكل يقل بعد المعاملة الحرارية ويصبح افضل بعد الطلاء متعدد الطبقات فتكون مقاومة الاستقطاب مج][: AN21\Mg(OH), > AN21\MgF, > AN21\ZCCP > سبائك التلدين بعد المعالجة الحرارية يصبح السطح أملس مما يقلل من معدل التآكل كما أظهرت نتائج اختبار 5 أن أفضل مقاومة للتآكل في وجود اهتزازات السبيكة بعد طلاءها حيث ان مقاومة المحلول Rs كانت : AN21\Mg(OH), > AN21\MgF, > AN21\ZCCP > سبائك التلدين أما بالنسبة لسلوك التحلل، فقد ثبت أن السبيكة المطلية تعمل على تحسين معدل التحلل، ويمكن التحكم في فترة بقاء السبيكة في جسم الإنسان حتى الانتهاء من بناء الخلايا والتعافي التام. كان معدل التحلل بطريقة فقدان الكتلة للسبائك المطلية هو أفضل ما يمكن في المحاليل المختلفة، Cus كان +2/.1: AN21\ZCCP > AN21\MgF, > AN21\Mg(OH)) > سبائك التلدين معدل التحلل الحي بطريقة تحرر الهيدروجين يقل للسبيكة المطلية ويتغير من (2.15 الى 1.52) eeml.cm”.d! الطلاء متعدد الطبقات GUS, النتائج اكدت ان السبيكة المطلية غير سامة ولها توافقية حياتية عالية داخل الجسم الحي ,بالإضافة الى النشاطية العالية بالمختبر للسبيكة في انتاج HA والمساهمة في تشكيل الخلايا وتعجيل عملية الشفاء ,كذلك الطلاء له مقاومة للبكتريا عالية وهذه الخواص جعلت من السبيكة مع الطلاء مناسبة لتطبيقات الصب الحياتي .
Abstract
The deployment of permanent biomaterials has significantly modified in the last few decades. Degradable of Magnesium (Mg) and its alloys' without producing harmful products has opened up a wide range of biomedical applications. This work investigated the reduce the degradation rate , improved the corrosion resistance and the integrity of the mechanical properties of Mg-2Al-1Nd biodegradable alloy via two methods. Firstly, annealing treatment at 350C° and 3 hours. The second method applies self-healing multi-layer coating using ultrasonic chemical conversion coating. Some mechanical characteristics have been studied, such as (Vickers micro-hardness, Compression test, and bonding strength )also the characterization of alloy with annealing and without annealing was examined by using XRD tests, and description of the morphology of alloy by SEM and EDS tests. The surface roughness and thickness of the coating layer were studied via Atomic force microscopy test. The corrosion behaviors were studied in electrochemical and chemical methods. Finally, studied biological tests . Among the results obtained from the current work is that heat treatment has important role in the mechanical properties, as the compression strength increases from (111 to 147)MPa. Hardness also increases after the annealing treatment from 62.1 to 125 HV. The surface roughness improves and changes from (19.01 to 181. 9) nm for specimens alloy with multi- layer coating. It was found that the corrosion rate decreases after heat treatment and becomes the best possible when coating with multiple layers, where the polarization resistance RP was : AN21\Mg(OH)2 ˂ AN21\MgF2 ˂ AN21\ZCCP ˂ annealed alloy The degradation rate by the mass loss method for coated alloy was the best possible in various Physiological solutions, where the M.R was: AN21\ZCCP ˂ AN21\MgF2 ˂ AN21\Mg(OH)2 ˂ annealed alloy The degradation rate by the evolution of hydrogen gas decreases for coated alloy, and changes from (2.15 to 1.52) ml.cm-2.d-1, with multi-layer coating. The results also proved that the coated alloy was nontoxic and had high compatibility in the human body, in addition to its in vitro bioactivity in producing HA and contributing to the formation of cells to accelerate the healing process. In addition, the coating has high antibacterial, these properties make the alloy with multilayer coating suitable for biomedical applications .
طلب نسخة من الملف
الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.