منصة الرسائل والاطاريح: تحسين سبيكة CoCrMo (F75) باستخدام إضافات من ZrO2 المستخدمة في التطبيقات الطبية

الخلاصة

تعتبر سبيكة كوبلت-كروم- مولبيديوم واحدة من اهم السبائك واسعة الاستخدام في تطبيقات العظام وغرسات الاسنان. الهدف من هذه الدراسة هو التحقيق في تأثير إضافة أوكسيد الزركونيوم الى سبيكة كوبلت- كروم- مولبيديوم على الخواص الفيزيائية والميكانيكية والالكتروكيميائية. تمت إضافة (0.5,1,1.5,2,2.5,3,3.5,4,4.5,5 %) من أوكسيد الزركونيوم الى السبيكة بواسطة الباودر ميتالورجي. تم خلط المساحيق لمدة خمس ساعات وكبسها عند ضغط 800 Mpa. كانت ابعاد النماذج بعد عملية الكبس هي (القطر =12mm والسمك =4.5mm). تمت عملية التلبيد عند درجة حرارة 1100درجة مئوية لمدة أربع ساعات لكل العينات وهي كانت كافية لتحويل جميع العناصر الى تركيب سبيكة. بينت نتائج اختبار اشعة اكس ان بنية نماذج كوبلت-كروم-مولبيديوم (مع وبدون الإضافة) المكبوسة بضغط Mpa800 والملبدة بدرجة حرارة 1100 درجة مئوية لمدة 4 ساعات تتكون من ثلاث اطوار في درجة حرارة الغرفة هي (CoCrMo, CoCr and Co2Mo3). تشير النتائج الى انخفاض الكثافة بشكل طفيف وكذلك انخفاض المسامية مع زيادة إضافة أوكسيد الزركونيوم. تزاد الصلادة للعينات المحضرة بشكل واضح مع إضافة الزركونيا من(109HB) للعينة الأساس الى (151HB) عند إضافة 5% من ZrO2. تزداد مقاومة البلى بشكل كبير مع إضافة الزركونيا الى السبيكة الأساس حيث ينخفض فقدان الحجم من (0.002 cm3) للسبيكة الأساس الى (0.000671cm3) عند إضافة 2.5% من أوكسيد الزركونيوم كأقل فقدان حجم والذي يعتبر أفضل نسبة تحسن لمقاومة البلى. تزداد مقاومة الانضغاط بشكل كبير مع إضافة أوكسيد الزركونيوم والتي تزداد من (388.41 (Mpa للسبيكة الأساس الى (949.6Mpa) عند إضافة 3% من أوكسيد الزركونيوم. أظهرت الخواص الكيميائية ونتائج التآكل للسبيكة تحسنا ملحوظا بعد إضافة دقائق أوكسيد الزركونيوم حيث انخفض معدل التاكل من (1.582mpy) الى (0.144mpy) في محلول اللعاب الصناعي ومن (0.158mpy) الى (0.169mpy) في محلول هانك عند إضافة 5% من الزركونيا. أفضل مقاومة تاكل كانت عن إضافة (0.5%) حيث كانت نسبة التحسن في محلول اللعاب الصناعي (96.7%) بينما كانت أفضل نسبة التحسن هي (87.83%) عند نفس نسبة الإضافة. تم الغمر الساكن للسبيكة الأساسية ومع إضافة (2.5 و5٪) من الزركونيا لمدة 21 يومًا في اللعاب الصناعي ومحلول هانك، حيث أكدت نتيجة الاختبار أن ايون عنصر Co في محلول هانك واللعاب الصناعي انخفض بشكل ملحوظ بعد إضافة اوكسيد الزركونيوم.