راضیه چهارمحالی
راضیه چهارمحالی
دانشگاه بوعلی سینا
دانشکده مهندسی
گروه مهندسی مواد
اطلاعیه دفاع برای سمینار کارشناسی ارشد در رشته مهندسی مواد
عنوان: بررسی رفتار خوردگی پوشش هیدروکسی آپاتیت به روش اکسیداسیون الکترولیتی پلاسمایی روی آلیاژ AZ31 در محلول شبیه ساز بدن
استاد راهنما: آقای دکتر آرش فتاح الحسینی
آقای دکتر حمید اصفهانی
ارائه دهنده: راضیه چهارمحالی
تاریخ دفاع: یکشنبه 24/04/97 ساعت 9
مکان: کلاس 10
Faculty of Engineering
Department of Materials Engineering
Thesis submitted for Master of Science in the Field of Materials Selection for Engineering Design
Title
Study of bio- electrochemical behavior of hydroxyapatite coating on AZ31B magnesium alloy by plasma electrolyte oxidation in simulated body fluid
Supervisor: Arash Fattah-Alhosseini (Ph.D)
Hamid Esfshsni (Ph.D)
By: Razieh Chaharmahali
July, 15, 2018
چکیده:
در این پژوهش، پوشش هیدروکسی آپاتیت با استفاده از روش اکسیداسیون الکترولیتی پلاسمایی (PEO) بر روی آلیاژ منیزیم AZ31 تحت جریان مستقیم خطی و پالسی در الکترولیت قلیایی ایجاد شدند. پس از سنتز نانو ذرات هیدروکسی آپاتیت (HA) به روش رسوب شیمیایی چهار پارامتر مختلف شامل اثر درصد نانو ذرات هیدروکسی آپاتیت (5، 10 و 15 گرم بر لیتر)، چگالی جریان (1، 2/1 و 5/1 آمپر بر دسی¬متر مربع)، چرخه کار (20، 50 و 80 درصد) و زمان غوطه¬وری (1، 3، 5 و 7 روز) بر ریزساختار، ترکیب شیمیایی و رفتار الکتروشیمیایی پوشش¬ها مطالعه شد. ریزساختار و ترکیب شیمیایی نمونه¬های پوشش داده شده توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، الگوی پراش پرتو ایکس (XRD) و طیف¬سنجی پراش انرژی پرتو ایکس (EDS) مورد آنالیز قرارگرفت. به منظور مطالعه رفتار خوردگی پوشش¬های ایجاد شده در شرایط مختلف از آزمون¬های پلاریزاسیون پتانسیودینامیک و طیف¬سنجی امپدانس الکتروشیمیایی در محلول شبیه¬ساز بدن (SBF) استفاده شد. در ابتدا نانو ذرات هیدروکسی آپاتیت به روش رسوب شیمیایی تر سنتز شد. نتایج نشان داد که محصول بدست آمده تک فاز هیدروکسی آپاتیت است. به ¬منظور بررسی اثر درصد HA در الکترولیت بر ریزساختار و رفتار خوردگی پوشش¬ها تحت جریان مستقیم خطی در الکترولیت حاوی 5 گرم بر لیتر فسفات سدیم و 3 گرم بر لیتر هیدروکسید کلسیم در حضور درصدهای مختلف (5، 10 و 15) نانو ذرات هیدروکسی آپاتیت انجام شد. نتایج نشان داد که با افزایش درصد نانو ذرات هیدروکسی آپاتیت درصد تخلخل¬ها (7/6 درصد) کاهش و ضخامت پوشش (7/28 میکرومتر) افزایش یافت. نتایج حاصل از XRD نشان داد که پوشش¬ها ترکیبی از فسفات منیزیم و HA بودند. مقاومت به خوردگی پوشش¬ها در محلول SBF با افزایش درصد نانوذرات HA به دلیل ایجاد ساختار متراکم افزایش یافت. در ادامه از الکترولیت بهینه شده حاوی 15 گرم بر لیتر نانوذارت HA به -منظور بررسی اثر پارامترهای الکتریکی بر ریزساختار و رفتار خوردگی پوشش استفاده شد. نتایج نشان داد که افزایش چگالی جریان منجر به افزایش درصد تخلخل¬ها و ضخامت پوشش شد. نتایج حاصل از آزمون¬های الکتروشیمیایی نشان دادند که مقاومت به خوردگی پوشش ایجاد شده در چگالی جریان 1 آمپر بر دسی مترمربع، در مقایسه با سایر نمونه¬ها در حدود 43 درصد افزایش یافت. همچنین در بررسی اثر چرخه کاری، نتایج نشان داد که پوشش ایجاد شده در چرخه کاری 50 درصد دارای ساختاری متراکم با اندازه میانگین حفرات 8/4 درصد دارای بهترین رفتار خوردگی بود. بررسی اثر زمان غوطه¬وری در محلول شبیه¬ساز بدن نشان داد که با افزایش زمان غوطه¬وری مقاومت به خوردگی پوشش¬ها ناشی از رشد هیدروکسی آپاتیت بر روی پوشش افزایش یافت. نتایج نشان داد که با پوشش¬دهی HA به روش اکسیداسیون الکترولیتی پلاسمایی بر روی آلیاژ منیزیمی AZ31 مقاومت پلاریزاسیون 87 درصد افزایش یافت و این درحالی است که سطح زیست فعال در سطح ایجاد شد.
واژه¬های کلیدی: آلیاژ AZ31، نانوذرات هیدروکسی آپاتیت، اکسیداسیون الکترولیتی پلاسمایی، امپدانس الکتروشیمیایی، پلاریزاسیون پتانسیودینامیک
Abstract
Through this survey, Hydroxyapatite (HA) coatings were produced on AZ31 magnesium by Plasma Electrolytic Oxidation (PEO) process in alkaline electrolyte using a pulsed DC power supply.Hydroxyapatite nanoparticles were used in PEO coatings to analyze four various parameters including the influence of HA nanoparticles percentage (5, 10 & 15 g/l), current density (1, 2.1, 5.1 A/dm2), Duty cycle (20, 50 & 80 %) and Floating Duration (1, 3, 5 & 7 Days) on the coatings chemical composition and electrochemical behavior. Scanning Electron Microscopy (SEM), X-ray Diffraction (XRD) and Energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS) analysis were carried out to study the coatings microstructure and chemical composition. In order to evaluate the corrosion behavior of the PEO coatings in corrosive environment of simulated Body Fluid (SBF), Potentiodynamic Polarization technique and Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) measurements were utilized. First, single-phase Hydroxyapatite (HA) nanoparticles were synthesized through chemical deposition process. Then through PEO process, HA nanoparticles were added to the alkaline electrolyte of 5 g/l Na3PO4 & 3 g/l Ca(OH)2 , with varied percentage of 5, 10 & 15, respectively. According to the results, with increase in HA nanoparticles percentage, the coatings porosity was reduced (6.7 %) and the coatings thickness increased (28.7 µm). XRD analysis confirmed the coatings chemical composition of HA & Magnesium Phosphate. Moreover, increased HA addition in electrolyte, resulted in the coatings denser microstructure and therefore enhanced corrosion resistance. Through the experiment, using the optimized concentration of 15 g/l of HA nanoparticles in the coating electrolyte, the effects of electrical parameters on the coatings corrosion behavior & microstructure were also determined. Moreover, measurements revealed that increasing the current density, yield increase in the coatings porosity and thickness. Based on electrochemical tests results, coating specimens produced using the current density of 1 A/dm2 demonstrated nearly 43 % increase in corrosion resistance. Furthermore, studying duty cycle effect on the coatings corrosion behavior proved that coatings produced in duty cycle of 50 %, have dense microstructure with the average pore size of 4.8 % and show the best corrosion resistance. Investigating the effect of floating duration on the coatings corrosion behavior, it was found that increased floating duration, could improve the corrosion resistance of the PEO coatings containing HA. The results showed that HA coatings by PEO process on AZ31 magnesium could effectively increase the corrosion resistance up to 200 times due to the created bioactive surface on the specimens.
Key Words:AZ31, HA nanoparticles, Plasma Electrolytic Oxidation (PEO), Electrochemical Impedance, Potentiodynamic polarization
مشخصات فردی:
نام و نام خانوادگی: راضیه چهارمحالی
محل تولد: همدان
تاریخ تولد: 07/06/1372
آدرس پست الکترونیکی: razieh.sma26@gmail.com
مدرک تحصیلی | رشته | دانشگاه محل تحصیل | معدل |
کارشناسی | مهندسی متالوژی | بوعلی سینا | 38/15 |
کارشناسی ارشد | مهندسی متالوژی- شناسایی و انتخاب مواد | بوعلی سینا | 61/16 |
سوابق تحصیلی:
سوابق تحقیقاتی:
عنوان | سال |
بهبود رفتار خوردگی آلیاژهای منیزیم در محیط شبیه ساز بدن | 1394 |
مقاله علمی:
عنوان | مجله |
تأثیر غلظت فسفات سدیم بر رفتار خوردگی پوششهای ایجاد شده به روش اکسیداسیون الکترولیتی پلاسمایی روی آلیاژ منیزیم AZ31Bدر محلول شبیه ساز بدن | خوردگی |
عضویت در انجمنها:
· انجمن مهندسی خوردگی ایران
· انجمن مهندسی سطح ایران
مهارت و توانمندیها:
· آشنایی با آزمونهای خوردگی و الکتروشیمیایی
· آشنایی با آزمونهای غیر مخرب
· آشنای با دستگاههای آنالیز کمی و کیفی
· تسلط کامل بر نرم افزارهای office
· تسلط کافی به نرم افزار گرافیکی Photoshop
· تسلط کافی در ترجمه متون تخصصی مهندسی مواد
به گزارش بسنا، مراسم افتتاحیه این پروژه با حضور محمدعلی زلفیگل وزیر علوم، تحقیقات و فناوری و دکتر علیرضا قاسمیفرزاد استاندار همدان، معاونان وزارتخانههای علوم و مسئولان استانی و ریاست...
دفتر هدایت استعدادهای درخشان دانشگاه بوعلیسینا فهرست اسامی دانشجویان برگزیده آموزشی پژوهشی پانزدهمین همایش سالانه دفتر هدایت استعدادهای درخشان سال ۱۴۰۲ را منتشر کرد. اسامی دانشجویان...
بهراد توتونچی دبیر انجمن علمی دانشجویی مهندسی عمران دانشگاه بوعلی سینا، در جلسه ای با حضور نمایندگان دانشگاه های سراسر کشور، با کسب اکثریت آرا انتخابات، به عنوان دبیر...
در هشتمین نشست از دوره یازدهم هیأت ممیزه دانشگاه بوعلیسینا، آقای دکتر علیرضا حاتمی دارای مدرک دکتری در رشته مهندسی برق با ر أ ی اعضاء از مرتبه...
بدینوسیله انتخاب آقای دکتر آرش فتاح الحسینی را به عنوان پژوهشگر برگزیده دانشگاه در گروه فنی و مهندسی به ایشان و خانواده علمی دانشکده مهندسی تبریک عرض نموده و از خداوند متعال...
بدینوسیله انتخاب دو تن از دانشجویان دانشکده مهندسی مهندس راضیه چهارمحالی در مقطع دکتری رشته مهندسی مواد شاخه خوردگی و مهندسی سطح و مهندس امین نظری در مقطع...
بدینوسیله انتخاب سه عضو هیات علمی دانشکده مهندسی جناب آقایان دکتر جواد بهنامیان ، دکتر حسن علم خواه و دکتر محسن گودرزی در...
براساس اطلاعات پایگاه شاخصهای اساسی علم (ESI)، حضوردکتر محمد حسن مرادی از گروه مهندسی برق دانشکده مهندسی در زمره پژوهشگران پراستناد یک درصد برتر دنیا استمرار پیدا کرد. ...
بدینوسیله انتخاب اعضا محترم هیات علمی سرکار خانم دکتر سموئی (گروه مهندسی صنایع)، جناب آقایان دکتر بابائی (گروه مهندسی عمران)، دکتر حاتمی (گروه مهندسی برق)، دکتر ختن لو (گروه مهندسی...
بدینوسیله انتخاب چهار عضو هیات علمی دانشکده مهندسی جناب آقای دکتر جواد بهنامیان از گروه مهندسی صنایع به عنوان پژوهشگر اول برگزیده، جناب آقای دکتر حسن علم خواه از گروه...
به گزارش بسنا و به نقل از سازمان سنجش، آزمون مرحله نهایی بیست و هشتمین دوره المپیاد علمی دانشجویی کشور با حضور نفرات برگزیده آزمون کارشناسی ارشد (متمرکز) و آزمون غیرمتمرکز المپیاد در دانشگاههای...
به اطلاع دانشجویان محترم می رساند سایت کامپیوتر کارشناسی دانشکده مهندسی به دلیل انجام ثبت نام دانشجویان کارشناسی ورودی 1402 از شنبه 1402/7/22 به مدت یک هفته تعطیل می باشد.
به گزارش بسنا و به نقل از معاونت علمی فناوری ریاست جمهوری، در هشتمین دوره تجلیل از سرآمدان علمی کشور در سال ۱۴۰۲ که با حضور معاون علمی و فناوری و اقتصاد دانشبنیان رئیسجمهور و وزیر علوم...
به اطلاع دانشجویان ورودی جدید تحصیلات تکمیلی (ارشد و دکترا) می رساند، یکشنبه 23 مهر ساعت 11 الی 13 در محل آمفی تئاتر دانشکده مهندسی جلسه معارفه با هیات رییسه دانشکده برگزار می شود. ...
بر اساس اطلاعات جدید نمایه استنادی معتبر scopus ۲۰۲۳، با بررسی مقالات مربوط به ۲۰۲۲، 4 عضو هیات علمی و 1 دانش آموخته دانشکده مهندسی و با بررسی کل مقالات مربوط به سال های مختلف، 1 نفر از اعضای هیات...
نظر به مراتب تعهد، تخصص و تجارب ارزشمند جناب آقای دکتر حسن علم خواه و بنا به پیشنهاد رئیس دانشکده مهندسی، به موجب ابلاغی ایشان با حفظ سمت آموزشی به مدت 2 سال به عنوان...
در حکمی از طرف ریاست دانشگاه آقای دکتر امیرسامان خیرخواه به عنوان مدیر گروه رشته مهندسی صنایع منصوب گردید. در این حکم آمده است : « با احترام و آرزوی توفیق الهی، نظر به مراتب تعهد و تجارب...
در حکمی از طرف ریاست دانشگاه آقای دکتر صالح رازینی به عنوان مدیر گروه رشته مهندسی برق منصوب گردید. در این حکم آمده است : « با احترام و آرزوی توفیق الهی، نظر به مراتب تعهد و تجارب ارزنده...
قابل توجه دانشجویان مصاحبه دکتری: آخرین مهلت شرکت در مصاحبه دکتری برای کلیه رشته ها اعم از برق، کامپیوتر، مواد، صنایع و مکانیک برای دانشجویانی که موفق به انجام مصاحبه...
بدینوسیله فرزندان افتخار آفرین دانشکده مهندسی در سال 1401 را معرفی نموده و با عرض تبریک برای این عزیزان موفقیت روزافزون مسالت می نماید. ...