پوشش دهی کامپوزیتی هیدروکسی آپاتیت-تیتانیا همزمان با نیتروکربوره‌‌کردن الکترولیتی پلاسمایی روی سطح فولاد ضدزنگ و بررسی رفتار خوردگی آن

فصلنامه علمی - پژوهشی مواد نوین

مقاله 6، دوره 4، شماره 12، مرداد و شهریور 1392، صفحه 65-74   

نویسندگان

زهرا گلستان^{* 1}؛ مهدی جاویدی²؛ محمدحسین شریعت³؛ رضا بازرگان لاری⁴

¹دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی مواد، دانشگاه شیراز.

²استادیار، مهندسی مواد، دانشگاه شیراز

³- استاد، مهندسی مواد، دانشگاه شیراز.

⁴استادیار گروه مهندسی مواد، دانشگاه آزاد اسلامی واحد مرودشت، مرودشت – ایران

تاریخ دریافت: 26 آذر 1394،  تاریخ پذیرش: 26 آذر 1394 

چکیده

هدف از این پژوهش، افزایش مقاومت به خوردگی فولاد زنگ نزن 316 ال که به عنوان ماده کاشتنی در بدن استفاده می‌شود، می باشد. این کار به وسیله اعمال پوشش کامپوزیتی هیدروکسی آپاتیت و اکسید تیتانیوم همزمان با عملیات نیتروکربوره کردن الکترولیتی پلاسمایی روی سطح فولاد زنگ نزن 316 ال انجام گرفت. نمونه ها با اعمال جریان مستقیم و اختلاف پتانسیل(145 ولت) پوشش داده شدند. سطح روی نمونه ها و سطح مقطع آن ها به وسیله میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد مطالعه قرار گرفت. هم‌چنین، آنالیزهای پراکنش انرژی و تفرق اشعه ایکس روی نمونه ها، حضور عناصر تیتانیوم، کلسیم، فسفر، نیتروژن و کربن را نشان داد. مقاومت به خوردگی پوشش بدست آمده نیز به وسیله آزمون پلاریزاسیون تافل در محلول رینگر بررسی شد. نتایج نشان داد که پوشش کامپوزیتی باعث نجیب تر شدن پتانسیل خوردگی فولاد زنگ نزن و کاهش دانسیته جریان آن می شود که در نتیجه، نرخ خوردگی کاهش یافته و مقاومت به خوردگی آن بهبود می یابد.
 

کلیدواژه‌ها

نیتروکربوریزه کردن الکترولیتی پلاسمایی؛ هیدروکسی آپاتیت؛ اکسید تیتانیوم

مراجع

1- X. Nie, C. Tsotsos, A. Wilson, A. L.Yerokhin, A. Leyland, and A. Matthews,"Characteristics of a plasma electrolytic

nitrocarburising treatment for stainless steels",Surface and Coating Technology, vol. 139, pp.135–142, 2001.

2- A. L. Yerokhin, X. Nie, A. Leyland, A.Matthews, and S. J. Dowey, "PlasmaElectrolysis for surface engineering", Surfaceand Coating Technology, vol. 122, pp. 73–93,1999.

3- F. Mahzoon, M. E. Bahrololoom, and S.Javadpour, "Optimization of a novel bath for

plasma electrolytic nitrocarburizing of 316Lstainless steel and study of tribologicalproperties of the treated steel surfaces", Surface Engineering, vol. 25 (8), pp. 628–633,2009.

4- A. Bandyopadhyay, F. Espana, V. KrishnaBalla, S. Bose, Y. Ohgami, and N. M. Davie,"Influence of porosity on mechanicalproperties and in vivo responseof Ti6Al4Vimplants", Acta Biomaterialia, vol. 6, pp.1640–1648, 2010.

5- A. Shahryari, S. Omanovic, and J. A.Szpunar,"Electrochemical formation of highlypitting resistant passive films on a biomedicalgrade 316LVM”, Materials Science andEngineering C, vol. 28, pp. 94–106, 2008.

6- H. Liang, B. Shi, A. Fairchild, and T. Cale,"Applications of plasma coatings in artificialjoints: an overview", Journalof Vacuum, vol.73, pp. 317–326, 2004.

7- A. L. Yerokhin, A. Leyland, C. Tsotsos, A.D. Wilson, X. Nie, and A. Matthews, "Duplex

surface treatments combining plasmaelectrolytic nitrocarburising and plasmaimmersion ion-assisted deposition", Surfaceand Coating Technology, vol. 142–144, pp.1129–1136, 2001.

8- S. K. Yen, and C. M. Lin, “Cathodicreactions of electrolytic hydroxyapatite coatingon pure titanium”, Materials Chemistry andPhysics, vol. 77, pp. 70–76, 2002.

9- A. Balamurugan, G. Balossier, S. Kannan, J.Michel, and S. Rajeswari, “In Vitro biological,chemical and electrochemical evalution oftitania reinforced hydroxyapatite sol-gelcoating on surgical grade 316L SS”, MaterialScience and Engineering C, vol. 27, pp. 162–171, 2007.

10- V. Cannillo, L. Lusvarghi, and A. Sola,"Production and characterization of plasmasprayedTiO2–hydroxyapatite functionallygraded coatings", Journal of the EuropeanCeramic Society, vol. 28, pp. 2161–2169,2008.

11- A. M. Cantaragiu, P. Cojocaru, L.Magagnin, G. Carac, and C. Gheorghies,"Electrophoretic synthesis and characterizationof bioactive HAp/TiO2 thin films coated onstainless steel", Journal Of Optoeletronics AndAdvanced Materials, vol. 12, pp. 913–918,2010.

12- M. E. Bahrololooma, M. Javidi, S.Javadpoura and J. Mab, Characterisation ofnatural hydroxyapatite extracted from bovinecortical bone ash, Journal of CeramicProcessing Research, vol. 10, No. 2, pp. 129–138, 2009.

13- ن. افسرکازرونی، م. ح. شریعت، م. بحرالعلوم، س. دهقانی،ف. محزون و ت. جوزقی، بهینه سازی حمام بمنظور کاهشولتاژ در روش نیتروکربوره کردن الکترولیتی پلاسمایی فولادضد زنگ آستنیتی و بررسی زیست سازگاری آن در بدنخرگوش، مجله مواد نوین/ جلد 1/ شماره 3/ بهار 1390.

14- P. Gupta, G. Tenhundfeld, E.O. Daigle andD. Ryabkov, "Electrolytic plasma technology:Science and engineering—an overview",Surface And Coatings Technology, vol.201(21), pp. 8746–8760, 2007.