منصة الرسائل والاطاريح: التحسين السطحي لسبيكة Ti-13Nb13Zr بواسطة الترسيب بالهجرة الكهربائية المستخدمة في تطبيقات تقويم

الخلاصة

سبائك التيتانيوم نوع (بيتا) لها العديد من خصائص التوافق الحيوي والاندماج العظمي ومقاومة التآكل الفائقة ، يتطلع العديد من الباحثين إلى تطوير هذه السبائك لتناسب البيئة العدائية لجسم الإنسان. في هذه الدراسة ، بعد اختيار الظروف المناسبة (قطب الأنود ، الجهد المطبق و وقت الترسيب ... إلخ) ، تمت إضافة (الكرافين (Gr) ، كاربوكسي مثيل سليلوز (CMC) والمادتان معًا) إلى طلاء هيدروكسيباتيت المعلق بالإضافة إلى التدرج الوظيفي (FG) لطلاءات الكرافين المعلقه ، بسبب توافق هذه المواد مع أنسجة جسم الإنسان. ثم تمت دراسة تأثير طبقات الطلاء الناتجة عن هذه المحاليل المعلقة أعلاه على كل من خصائص البنية المجهرية (XRD ، SEM ، XRF وLOM) ، الاختبارات الكهروكيميائية (جهد الدائرة المفتوحة والاستقطاب) ، الاختبارات الميكانيكية (اختبار البلى الجاف) ، الاختبارات الفيزيائية (زاوية التماس، الخشونه و الرقم الهيدروجيني((PH) والنشاط المضاد للبكتيريا وتقييم صلاحية الخلية للتحقق من مدى حماية هذه الطبقات لسطح سبيكة Ti-13Nb-13Zr الحياتية. كانت القيم الإيجابية لجهد زيتا مؤشرًا واضحًا على اعتماد عملية EPD الكاثودية. كشف نمط السبيكة الأساسية عن حيود المرحلتين (β و α) المطابقين لبطاقة JCPDS رقم (044 - 1294) يمكن ملاحظة ظهور قمم جديدة نتيجة تأثير بنسب الإضافات (5HAp و 0.5 Gr و 0.5 CMC) مما أدى أيضًا إلى تقليل أو زيادة زاوية القمم لكل مرحلة من مراحل سبيكة التيتانيوم ( بيتا وألفا) ،بالاضافه الى ذلك، ادت إضافة الكرافين و CMC وفي حالات خلطهما معا والتدرج الوظيفي لمحاليل الكرافين المعلقه إلى زيادة قوة الالتصاق ابتداءً من طبقة HAp (4.55 MPa) و طبقة 0.08CMC ((7.90 MPa و( 8.28 MPa) لـطبقة (0.08CMC + 0.2 Gr) و( 9.76 MPa) لـطبقة 1Gr وانتهاءً بـ 10.12 MPa لـطبقة (FG). تم إثبات ذلك عندما زادت قوة الالتصاق لطبقات الطلاء أعلاه بعد غمر العينات المطلية لمدة اقصاها 6 أيام. تراوحت قيم زاوية التماس من 14.3 درجة لـ (1CMC+0.2Gr) و 20.5 درجة لـ Gr1 و 32.3 درجة لـ FG)) ، حيث أدت الخشونة المفرطة والمسامية والتشققات على سطح طلاء (CMC) إلى خفض زاوية التماس لهذه الطبقة على الفور من 54.6 درجة لسبيكة Ti-13Nb-13Zr غير المطلية إلى 11.2 درجة لـ 0.5CMCمما يجعلها محبة للماء اكثر اذا ما قورنت ببقية الاضافات. مقاومة البلى العالية لإضافة الكرافين ، مع فقد حجم يتراوح من 0.00614 〖cm〗^3 إلى سبيكة Ti-13Nb-13Zr غير المطلية عند 25 دقيقة إلى 〖 cm〗^30.001344 لطلاء 1Gr في نفس الوقت تحت نفس الحمل (15N)، الصلادة العالية لطبقة طلاء الكرافين يمكن توقعها من مقاومتها العالية للبلى عند مقارنتها بالإضافات الأخرى. إن أكبر قيمة لجهد الدائرة المفتوحة ((OCP هو 26.1mV)-) في الاتجاه السالب لإضافة 0.08 Gr تُظهر انخفاضًا ملحوظا في معدل التآكل لطبقة الطلاء هذه ، بدءً من 0.0781 mm/y لـسبيكة Ti-13Nb-13Zr غير المطلية حتى 0.00312 mm/y لـطلاء 0.08Gr اذا ما قورنت بالاضافات الاخرى. جميع المواد المضافة المستخدمة (Gr، CMC، المادتين معا و FG) مضادة للبكتيريا ، حيث أكبر منطقة تثبيط هي (45 ملم) عند المحلول المعلق لطلاء (Graphene G2) كانت عند مهاجمة البكتيريا الموجبة (S. aureas). يعتبر اختبار MTT هو الطريقة الأكثر شيوعًا المستخدمة لتقييم السمية الخلوية (فقدان الخلايا القابلة للحياة) ، وأظهرت عينة (0.2Gr) ما يقرب من 100 ٪ من صلاحية الخلية ، وقدمت عينة C1)) والسبيكة الاساس غير المطلية أقل قابلية للبقاء للخلية مقارنة بالعينات الأخرى. تم الحصول على صلاحية الخلية للعينات بالترتيب من أعلى إلى أدنى G2 > F > M2 > C1 > السبيكة الاساس غير المطلية تم تحقيق أفضل النتائج عند إضافة G2 (0.2Gr) إلى طلاء هيدروكسيباتيت (H) ، ومن ثم تعتبر هذه النسبة هي النسبة المثلى في هذه الدراسة بهدف تعزيز سطح سبيكة Ti-13Nb-13Zr.