منصة الرسائل والاطاريح: تقصي سلوك التآكل والبلى لسبائك الجيل الاول والجيل الثاني لتيتانيوم المواد الحيوية

الخلاصة

هذه الدراسة تهدف بشكل اساسي الى دراسة البنية المجهرية والخصائص الكهروكيميائية والخصائص الترايبولوجية لسبائك التيتانيوم من الجيل الثاني. تم استخدام ثلاثة سبائك تيتانيوم الجيل الثاني : سبيكة Ti-13Zr-13Nb الغنية بالطور بيتاꞵ وسبيكة Ti-15Mo ذات الطور بيتا غير المستقر وسبيكة Ti-8Mo-4Nb-2Zr ذات الطور بيتا ꞵ بالكامل . وللمقارنة تم استخدام سبيكة Cp-Ti ذات طور الفا α و سبيكة تيتانيوم الجيل الاول Ti-6Al-4V ذات طور الفا وبيتا (ꞵ+α). تم تصنيف مورفلوجية السطح والخواص الميكانيكة لسبائك التيتانيوم المستخدمة بواسطة المجهر الالكتروني الماسح FESEM , وحيود الاشعة السينية XRD , والمجهر الضوئي OM لفحص البنى المجهرية , وقد اجريت فحوصات الصلادة ومعامل المرونة لغرض الحصول على الخواص الميكانيكية لكل سبيكة ومن خلال فحوصات البنى المجهرية اتضح ان سبيكة Cp-Ti تحتوي بالكامل على طور الفا α, وان سبيكة Ti-6Al-4V تحتوي على طوري αو ꞵ, وسبيكة Ti-13Zr-13Nb غنية بالطور بيتاꞵ و سبيكة Ti-15Mo تحتوي على طور بيتاꞵ غير المستقر, اما سبيكة Ti-8Mo-4Nb-2Zr تحوي بالكامل على طور بيتا ꞵ, ومن خلال الفحوصات الميكانيكة اتضح ان السبيكة Ti-8Mo-4Nb-2Zr لديها اقل معامل مرونة واعلى صلادة بينما اظهرت سبيكة Ti-6Al-4V اعلى معامل مرونة واظهرت سبيكة Cp-Ti اقل صلادة. تم دراسة السلوك الكهروكيميائي لجميع السبائك المستخدمة في هذه الدراسة عند درجة حرارة 37° سيليزية في محلول رينجر . في البداية تم قياس جهد الدائرة المفتوحة (OCP) قبل اختبارات التآكل .تم استدام الاستقطاب الداينمكي الفعال للتحقق من سلوك التآكل في السبائك بالإضافة الى ذلك تم استخدام اختبار الايونات المتحررة من كل سبيكة اثناء غمرها في محلول رينجر لمدة 30يوم , وذلك لقياس الايونات المتحررة . تم اثبات ان سبيكة Ti-8Mo-4Nb-2Zr الجيل الثاني ذات الطور بيتا ꞵ تحتوي على اعلى مقاومة تآكل من بين السبائك الاخرى . تم اجراء فحص السلوك الترايبولوجي لجميع سبائك التيتانيوم المستخدمة في هذه الدراسة في محلول رينجر في درجة حرارة الغرفة عند الاحمال 10نيوتن و 20 نيوتن , بشكل عام تم ازدياد حجم التآكل الذي تم ازالته وزاد معامل الاحتكاك مع زيادة الحمل المسلط من 10نيوتن الى 20 نيوتن. ومع ذلك فان إزاله طبقه الأوكسيد الحاميه / أعاده تكوين طبقه الأوكسيد الحاميه, اثر على السلوك الترايبولوجي للسبائك. اظهرت السبيكة Ti-8Mo-4Nb-2Zr انخفاضا في حجم البلى الذي تم ازالته مع زيادة الحمل المسلط من 10 نيوتن الى 20نيوتن , واظهرت سبيكة Ti-6Al-4V اقل حجم بلى مزال واقل معامل احتكاك مقارنة بالسبائك الاخرى, ومع ذلك بالنظر الى التطبيقات الطبية الحيوية يمكن ان تكون سبيكة Ti-8Mo-4Nb-2Zr الجيل الثاني ذات الطور بيتا مرشحا جيدا مع مقاومة تآكل جيدة نسبيا ومعامل مرونة منفض وسلوك بلى قابل للمقارنة وبعناصر سبك غير سامة.