سنتز پوشش‌های نانو کامپوزیتی هیدروکسی آپاتیت/ مس و هیدروکسی آپاتیت/اکسیدمس به روش الکتروفرتیک و بررسی مقاومت به خوردگی پوشش‌های ایجاد شده درمحلول شبیه سازی شده بدن

حدیدی, محمد; رفیعی نیا, محمد; صائب نوری, احسان

doi:10.30501/jamt.2637.70324

نویسندگان

¹ مرکز تحقیقات مواد پیشرفته، دانشکده مهندسی مواد، واحد نجف آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف آباد، اصفهان، ایران

² مرکز تحقیقات بیوسنسور، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، اصفهان، ایران

https://doi.org/10.30501/jamt.2637.70324

چکیده

تیتانیم و آلیاژهای آن غالبا در جراحی های ارتوپدی و دندان پزشکی به دلیل مقاومت به خوردگی مناسب، استحکام مکانیکی قابل توجه و چگالی پایین مورد استفاده قرار می گیرد. اگرچه آنها زیست فعالی ضعیفی دارند، با این وجود مانع جدی برای کاربرد های پزشکی بوجود نمی آورند. برای بهبود خواص زیست فعالی ایمپلنت های فلزی غالبا هیدروکسی آپاتیت یا کامپوزیت های آن به روش های مختلف بر روی زیرلایه پوشش داده می شوند. در این پژوهش پوشش نانو کامپوزیتی هیدروکسی آپاتیت/مس و هیدروکسی آپاتیت/اکسیدمس برروی آلیاژ تیتانیم Ti-6Al-4Vبه روش الکتروفرتیک توسط جریان مستقیم با ولتاژ ثابت 50 ولت پوشش ایجاد شد و سپس در دمای 900 درجه سانتی گراد تحت عملیات تف جوشی قرار گرفت. . به منظور ساخت سوسپانسیون پایدار از ایزوپروپانول به عنوان حلال واز تری اتانول آمین به عنوان پراکنده ساز استفاده شد. ریز ساختار، ترکیب شیمیایی و ساختار فازی پوشش به ترتیب توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی و پراش اشعه ایکس مورد بررسی قرار گرفت. به علاوه رفتار خوردگی پوشش های ایجاد شده برروی آلیاژTi-6Al-4Vدر محلول شبیه سازی شده بدن در دمای 37 درجه سانتی گراد توسط آزمون های پلاریزاسیون مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بدست آمده از آزمون پلاریزاسیون نشان داد که پوشش های اعمالی باعث بهبود مقاومت به خوردگی زیر لایه می شوند. بیشترین مقاومت به خوردگی را پوشش هیدروکسی آپاتیت-10%اکسید مس و کمترین مقاومت به خوردگی را پوشش هیدروکسی آپاتیت-10% مس دارا می باشند .

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Evaluation Of Corrosion Resistance Of Electrophoretic-deposited HA-Cu And HA-CuO Nanocomposite Coatings On Ti6Al4V

نویسندگان [English]

Mohammad Hadidi ¹
Mohammad Rafienia ²
Ehsan Saebnori ¹

¹ Advanced Materials Research Center, Faculty of Materials Engineering, Najafabad Branche, Islamic Azad University, Najafabad, Isfahan, Iran.

² Biosensor Research Center, Isfahan University of Medical Sciences, Isfahan, Iran.

چکیده [English]

Titanium and its alloys have widely been used in orthopedic and dental applications due to their good corrosion resistance, good mechanical strength and low density. However, Ti alloys are bioinert when implanted in the body. To overcome this drawback and in order to improve their bioactivity properties, Hydroxyapatite (HA) coatings have been deposited on the surface of the Ti alloys using different synthesis strategies. In the present study, hydroxyapatite-Cu and hydroxyapatite-CuO nanocomposite coatings with different percentages of Cu and CuO (10, 20 and 30 wt.%) were deposited on Ti6Al4V using electrophoretic deposition (EPD). The surface morphology, composition, and microstructure of the nanocomposite coatings were investigated by scanning electron microscopy (SEM), and X-ray diffractometry (XRD), respectively. In addition, corrosion behavior coatings on Ti6Al4V in solution simulated body fluid at 37◦c test was evaluated by polarization. Polarization test results showed that the applied coating improves the corrosion resistance of the substrate. HA-CuO coatings for corrosion resistance as well as greater coverage of the HA-Cu.

کلیدواژه‌ها [English]

Electrophoretic
Titanium
Nanocomposite
Hydroxyapatite
corrosion
Cu
CuO

مراجع

[1] J.B. Park, J.D. Bronzino, "Biomaterials, Principles and Applications", CRC Press, 2002, 21.

[2] A. Rabeie, B. Thomas, B. Neville, J.W. Lee, J.W. Coumo, " Microstructure, Mechanical Properties and Biological Responses to Functionally Graded HA Coatings", Materials Science and Engineering C, 27(2007) 523.

[3] L.L. Hench, "a forecast for the future" Biomaterials, 19 (1998) 1419.

[4] Fathi, M.H., Hanifi, A., and Mortazavi, V., "Preparation and Bioactivity Evaluation of Bone Like Hydroxyapatite Nanopowder", Journal of Materials Processing Technology,202(1-3) (2008)536.

[5] Y.P. Lu, M.S. Li, S.T, Li, Z.G. Wang, R.F. Zhu," Plasma-sprayed hydroxyapatite/titania composite bond coat for hydroxyapatite coatingon titanium substrate"Biomaterials, 25 (2003) 4393.

[6] K.H. Im, S.B. Lee, K.M. Kim, Y.K. Lee,"Improvement of bonding strength to titanium surface by sol-gel derived hybrid coating of hydroxyapatite and titania by sol-gel process"Surface and Coating Technology, 202 (2007) 1135.

[7] O.Y. Kwon, H.Y. Kim, S.H. Hong," Effect of texture on the magnetostriction of grain-aligned composite Terfenol-D"Journal of Applied Physics, 100 (2006) 123905.

[8] K.H. Lee, S.I. Cha, B.K. Kim, S.H. Hong, "Effect of WC/TiC grain size ratio on microstructure and mechanical properties of WC-TiC-Co cemented carbides" International journal of Refractory Metals & Hard Metals, 24 (2006) 109.

[9] Blanc DS, Carrara P, Zanetti G, Francioli P. "Water disinfection with ozone, copper and silver ions, and temperature increase to control Legionella": seven years of experience in a university teaching hospital. J Hosp Infect 2005; 60(1): 69-72.

[10] S. Mehtar, I. Wiid, S.D. Todorov, "The antimicrobial activity of copper and copper alloys against nosocomial pathogens and Mycobacterium tuberculosis isolated from healthcare facilities in the Western Cape: an in-vitro study", Journal of Hospital Infection, 68 (2008)45.

[11] M. Wei, A.J. Ruys, B.K. Milthorpe, C.C. Sorrell, J.H. Evans, "Electrophoretic Deposition of Hydroxyapatite Coatings on Metal Substrates: A Nanoparticulate Dual-Coating Approach" J. Sol-Gel Sci. Technol. 21 (2001) 39.

[12] B Mavis and A. C. TAS, " Dip-Coating of calcium Hydroxy apatite on Ti-6Al-4V Substrates", J. Am. Ceram. Soc, 83 (4) (2000) 989.

[13] J. Ma, C. Wang, K.W. Peng,"Electrophoretic deposition of porous hydroxyapatite scaffold" Biomaterials, 24 (2003) 3505.

[14] X.F. Xiao, R.F. Liu," Effect of Suspension Stability on Electrophoretic Deposition of Hydroxyapatite Coatings"Materials Letters, 60(2006) 2627.

[15] S. Kannan, A. Balamurugan, S. Rajeswari, "Electrochemical characterization of hydroxyapatite coatings on HNO3 passivated 316L SS for implant applications" ElectrochimicaActa, 49(2004) 2395.

[16] T. Kokubo, H. Takadama, "How useful is SBF in predicting in vivo bone bioactivity?" Biomaterials, 27 (2006) 2907.

[17] O. Albayrak, C. Oncel, M. Tefek, S. Altintas,"Effects of calcination on electrophoretic deposition of naturally derived and chemically synthesized hydroxyapatite" Rev. Adv. Mater. Sci. 15 (2007)10.

مواد و فناوری‌های پیشرفته

مراجع

مراجع

دوره 5، شماره 1
خرداد 1395
صفحه 53-58

مراجع

مراجع

دوره 5، شماره 1خرداد 1395صفحه 53-58

دوره 5، شماره 1
خرداد 1395
صفحه 53-58