دراسة تجريبية وتحسينية لتأثير إضافات الزجاج-السيراميك CaO.P2O5 على استجابة الكسر للهيدروكسي أباتيت
Experimental and Optimization of Study the Effect of CaO.P2O5 Glass-Ceramic Additives on Fracture Response of Hydroxyapatite
- الباحث
- هبة محسن عبد علي عبود
- المشرف
- أ.د. محسن عباس عسود; أ.د. محمد عبد الأمير أحمد الدجيلي
- الجامعة
- جامعة بابل
- الكلية / القسم
- هندسة المواد / هندسة السيراميك ومواد البناء
- الشهادة
- ماجستير
- السنة
- 2024
- لغة الرسالة
- انكليزي
- الكلمات المفتاحية
- Hydroxyapatite;Glass-Ceramic;Fracture Toughness;Optimization
الملخص
تم استخدام هيدروكسي أباتيت على نطاق واسع كبديل للعظام بسبب توافقه الحيوي الأفضلء وهو مشابه جدًا للمرحلة المعدنية للعظام والأسنان. تم تحضير هيدروكسي أباتيت باستخدام المصادر الطبيعية, والتي لها العديد من المزايا في التطبيقات الاقتصادية والبينية.ومن عيوب فيدروكسي أباتيت هي خصائصه الميكانيكية المنخفضة:ء مثل Lilia الكسر. إن إضافة السيراميك الزجاجي يحسن من متانة الكسر لهيدروكس يأباتيت . في هذه الدراسة تم تحضير هيدروكسي أباتيت من عظم الفخذ البقري ، بإضافة نسب مختلفة من 2 4، 6 8 10 12 14 16 220:18 622 24، و 126 من السيراميك الزجاجي ai, تحضير السيراميك الزجاجي في المختبر من أكسيدين )54.590 .(CaO, 45.5%, P205, تم توصيف المواد(هيدروكس يأباتيت والسيراميك الزجاجي) باستخدام طرق حيود الأشعة السينية. تم كبس المادة المركبة تحت ضغط أحادي المحور وتلبيدها عند درجة حرارة 1250 درجة Augie لتحضير العينات ،digital image correlation تم صقلها وطلائها بطلا ء أسود لتوضيح تفاصيل السطح. كان من الممكن مقارنة الصورة قبل وبعد التشوه باستخدام الانحناء ثلاثي النقاط. تم الحصول على أعلى قيم للخصائص الميكانيكية للمركب عند Gus (HAp/4 GC wt%) كانت الصلابة 11611 . ، والضغط 993,7MPa 42 الكسر m /1.© 1.714 . تم دراسة إزاحة فتح الشق وامتداد الشق باستخدام image correlation 0191101 من clin 6 1011 للعينة المثلى، والتي تحتوي على 4 سيراميك زجاجيء تم تحديد العينة المثلى من قبل برنامج design expert . وأشارت نتائج DIC إلى أن إضافة السيراميك الزجاجي من شأنه أن يحسن مقاومة نمو الشق ويطيل زمن فشلهء وتم توضي حآلية التقوية من خلال EDX 9XRD حيث تبين أن نمو الشق في العينة النقية يكون على شكل خط مستقيم، بينما يحدث انحراف لشق في عينة 94 من السيراميك الزجاجي وبسبب جزينات السيراميك الزجاجي التي تعمل على تقوية هيدروكسي أباتيت وإعطاء أفضل النتائج.
Abstract
Hydroxyapatite has been widely used as a bone substitute due to its better biocompatibility, and it's very similar to the mineral phase of bones and teeth. Hydroxyapatite was prepared using natural resources, which have many advantages in economic and environmental applications. The disadvantages of hydroxyapatite are its low mechanical properties, like fracture toughness. The addition of glass ceramic will improve the fracture toughness of hydroxyapatite. In this study hydroxyapatite from bovine femur bone was prepared. Then, glass ceramic was synthesized based on phosphate glass (CaO 45.5%, P2O5 54.5%). Finally, different portions of glass ceramic (i.e. 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, and 26 wt%) were added to the hydroxyapatite to form composite material. The structural features of the yield material were characterized using x-ray diffraction methods. While the fracture response was characterized by the used materials (hydroxyapatite and glass ceramic), the composite material was pressed under uniaxial pressure and sintered at a temperature of 1250 °C. To prepare the samples for digital image correlation, they were polished and coated with black paint to brighten the surface details. It was feasible to compare the picture before and after deformation using three-point bending. The highest values of the composite's mechanical properties were obtained at (HA/4GCwt%). Where the hardness is (116 MPa), compression is (93.7 MPa), and fracture toughness is (1.7MPa. √m). Therefore, the study of crack opening displacement and crack extension by using digital image correlation from the program GOM correlate for the optimum sample, which has 4% glass ceramic, the optimum sample was determined by the program design expert. The findings of the DIC indicated that the addition of glass ceramic would improve the resistance to the crack's growth and lengthen its time to failure. The mechanism of reinforcement was explained through SEM and EDX examination, where it was shown that the growth of the crack in the pure sample is in the form of a straight line, while the crack in 4% of glass-ceramic occurs in a deflection due to the glass-ceramic particles that work to reinforce the hydroxyapatite and give the best results.
طلب نسخة من الملف
الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.