مواد و فناوری‌های پیشرفته

مواد و فناوری‌های پیشرفته

توسعه و ارزیابی بیوسرامیک‌های β-تری‌کلسیم فسفات با جانشینی هم زمان یون روی

نوع مقاله : مقاله کامل پژوهشی

نویسندگان
1 دانشگاه علم و صنعت ایران
2 دانشکده‌ی مهندسی مواد و متالورژی، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران
10.30501/jamt.2026.577674.1360
چکیده
در این پژوهش، پودرهای β-تری‌کلسیم فسفات (β-TCP) به روش رسوب‌دهی کنترل‌شده سنتز شد و اثر جانشینی یون Zn²⁺ (x = 0/02) بر ویژگی‌های ساختاری و ریزساختاری آن مورد بررسی قرار گرفت. الگوهای پراش پرتو ایکس (XRD) تشکیل فاز خالص β-TCP را تأیید کردند. محاسبات انجام‌شده بر اساس معادله شرر و پیک (211) نشان داد که اندازه بلورک از حدود 0/2 نانومتر در نمونه خالص به 0/3 نانومتر در نمونه حاوی +Zn² افزایش یافته است. همچنین جابه‌جایی پیک مشخصه از 36/31° به 72/31° بیانگر ایجاد تغییرات ساختاری ناشی از جانشینی یونی در شبکه بلوری است. طیف‌سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه (FTIR) حضور گروه‌های فسفاتی مشخصه را تأیید نمود و تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) تغییر در یکنواختی و مورفولوژی ذرات را نشان داد. در مجموع، نتایج حاکی از آن است که جانشینی کم‌مقدار +Zn² می‌تواند به‌عنوان رویکردی مؤثر برای تنظیم ویژگی‌های بلوری و ریزساختار β-TCP در فرآیند سنتز رسوبی کنترل‌شده مورد استفاده قرار گیرد.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Development and Evaluation of Zn²⁺ Co-Substituted β-Tricalcium Phosphate Bioceramics

نویسندگان English

HamidReza Rezaie 1
Hannane Taheri 2
Samaneh Nikpar 2
Rahim Naghizade 2
Maryam Salehi 2
1 Iran University of Science and Technology
2 School of Materials and Metallurgical Engineering, Iran University of Science and Technology, Tehran, Tehran, Iran
چکیده English

β-tricalcium phosphate (β-TCP) is a widely studied calcium phosphate phase because of its well-defined crystal structure and its capacity for ionic substitution within the lattice, which enables tailoring of functional properties. In this work, β-TCP powders were synthesized through a controlled precipitation route and subsequently modified by partially substituting Ca²⁺ with Zn²⁺ to investigate the effect of Zn incorporation on phase formation, structural evolution, and microstructural features. Phase purity and successful formation of β-TCP, together with the absence of detectable secondary phases, were confirmed by X-ray diffraction (XRD), Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), scanning electron microscopy (SEM), and thermal analysis. The results indicate that Zn²⁺ substitution produces distinct, quantifiable changes in diffraction characteristics consistent with lattice modification, while also promoting higher crystallinity. SEM observations further reveal improved microstructural uniformity and more homogeneous particle morphology for Zn-containing powders compared with unsubstituted β-TCP. Overall, these findings demonstrate that controlled Zn²⁺ incorporation is an effective strategy to tune the structural and physicochemical characteristics of β-TCP powders, providing a promising basis for designing compositionally optimized calcium phosphate materials.

کلیدواژه‌ها English

β-Tricalcium phosphate (β-TCP)
Zn²⁺ substitution
ion co-substitution
precipitation method

  • تاریخ دریافت 04 اسفند 1404
  • تاریخ پذیرش 24 خرداد 1405