Loading...

AC Anodizing of Pure Titanium Grade 2 with HA Nano Particle

Chambary, Ehsan | 2017

1846 Viewed
  1. Type of Document: M.Sc. Thesis
  2. Language: Farsi
  3. Document No: 49339 (07)
  4. University: Sharif University of Technology
  5. Department: Materials Science and Engineering
  6. Advisor(s): Ghorbani, Mohammad
  7. Abstract:
  8. In this study, biocompatible ceramic coating, containing hydroxyapatite particles (HA), was successfully created by AC anodizing, on the surface of commercially pure titanium grades 2. Coating process basically consisted of three methods. In Method 1, samples were anodized in a salty electrolyte containing calcium – phosphate base and in method 2 samples were anodized as initial process, following cathodic polarisation deposition of HA particles. Finally in method 3, samples were anodized in an electrolyte containing of HA particles suspension.Parameters such as current density and time of anodizing process, in first procedure, and time of cathodic deposition process in second procedure, and the effect of different concentrations of HA Nano powder suspension in the electrolyte, in third procedure, has been investigated and analyzed.In method 1, increasing of current density from to , leads to increase in the size of the holes diameter in coating, from to and also decreasing corrosion current density from to . Increasing the process time from 7 to 10 minutes has the same effect on the current density.In method 2, after initial anodizing, by increasing the cathodic deposition operating time from 30 to 45 minutes, more HA particles participate in coatings cavities. Finally in method 3, by increasing the HA Nano powder concentration from to in the electrolyte, increasing the amounts of HA particles in coating compared to method 1 & 2, and decreasing corrosion current density from (in the case of uncoated( to )in case of adding HA) in simulated body fluid (SBF) solution
  9. Keywords:
  10. Hydroxyapatite ; Anodizing ; Biocompatibility ; Commercially Pure Titanium ; Alternating Current ; Ceramic Coating

 Digital Object List

 Bookmark

  • 1 فصل اول مقدمه مقدمه
  • 1 فصل اول مقدمه مقدمه
  • 2 فصل دوم مروری بر منابع
    • 2.1 معرفی بیومتریال ها
    • 2.2 بیومواد کاشتنی و دستگاههای زیستی
    • 2.3 فاکتورهای عملکردی برای مواد زیست سازگار کاشتنی:
      • 2.3.1 خواص خوردگی
      • 2.3.2 خواص سطحی
        • 2.3.2.1 مورفولوژی سطحی
        • 2.3.2.2 ترکیب شیمیایی سطح
        • 2.3.2.3 توپوگرافی سطح
    • 2.4 کاربرد تیتانیوم و آلیاژهای تیتانیوم در ایمپلنت‌ها
      • 2.4.1 آندایزینگ تیتانیوم
        • 2.4.1.1 فرآیند آندایزینگ
        • 2.4.1.2 فیلم اکسید سدی
        • 2.4.1.3 فیلم اکسید متخلخل
      • 2.4.2 هیدرو کسی آپاتیت (HA)
      • 2.4.3 آندایزینگ تیتانیوم جهت ایجاد پوشش کامپوزیتی HA-TiO2
        • 2.4.3.1 اثر الکترولیت
        • 2.4.3.2 اثر چگالی جریان
        • 2.4.3.3 اثر زمان عملیات آندایزینگ
        • 2.4.3.4 اثر افزودن نانو پودر به الکترولیت
  • 3 فصل سوم روش تحقیق
    • 3.1 مواد اولیه و ترکیب الکترولیت‌ها
      • 3.1.1 ترکیب آلیاژ مورد استفاده
      • 3.1.2 محلول‌های الکترولیت مورد استفاده
        • 3.1.2.1 الکترولیت مورد استفاده در فرآیند آندایزینگ در محلول نمکی (الکترولیت 1)
        • 3.1.2.2 الکترولیت مورد استفاده در فرآیند آندایزینگ همراه با رسوب کاتدی (الکترولیت 2)
        • 3.1.2.3 الکترولیت‌های مورد استفاده در فرآیند آندایزینگ در محلول سوسپانسیون حاوی نانو ذرات HA: (الکترولیت 3)
    • 3.2 تجهیزات فرآیند
      • 3.2.1 منبع جریان
      • 3.2.2 سل پوشش دهی
      • 3.2.3 سایر تجهیزات
    • 3.3 آماده سازی نمونه‌ها
    • 3.4 انجام فرآیند آندایزینگ
      • 3.4.1 روش اول
      • 3.4.2 روش دوم
      • 3.4.3 روش سوم
    • 3.5 آنالیز و بررسی پوشش‌ها
      • 3.5.1 مورفولوژی و ریزساختار
      • 3.5.2 ترکیب شیمیایی پوشش‌ها
      • 3.5.3 تفرق اشعه ایکس (XRD)
      • 3.5.4 طیف سنجی مادون قرمز (FTIR)
      • 3.5.5 ضخامت سنجی با دستگاه Fisher
      • 3.5.6 تعیین نرخ خوردگی نمونه‌ها با روش پلاریزاسیون پتانسیودینامیک
  • 4 فصل چهارم بحث و تحلیل نتایج
    • 4.1 اندازه گیری ضخامت پوشش در کلیه نمونه‌های پوشش داده‌شده
      • 4.1.1 الکترولیت 1
      • 4.1.2 الکترولیت 2
      • 4.1.3 الکترولیت 3
    • 4.2 بررسی نمودار ولتاژ – زمان در چگالی جریان ثابت (منحنی V-i)
    • 4.3 اثر نوع الکترولیت و پارامترهای پوشش دهی بر مورفولوژی پوشش
      • 4.3.1 اثر چگالی جریان بر مورفولوژی پوشش در الکترولیت 1
      • 4.3.2 اثر زمان فرآیند بر مورفولوژی پوشش در الکترولیت 1
    • 4.4 تأثیر فرآیند رسوب کاتدی ذرات هیدرو کسی آپاتیت (الکترولیت 2)، بر روی مورفولوژی پوشش
    • 4.5 تأثیر افزودن مستقیم نانو ذرات هیدرو کسی آپاتیت در الکترولیت آندایزینگ(الکترولیت3) بر مورفولوژی پوشش
      • 4.5.1 اندازه گیری ضخامت نمونه‌های بهینه توسط مقطع عرضی و با میکروسکوپ الکترونی FESEM
        • 4.5.1.1 نمونه بهینه 1
        • 4.5.1.2 تصاویری دیگر از نمونه بهینه 1
        • 4.5.1.3 نمونه بهینه 2
        • 4.5.1.4 نمونه بهینه 3
    • 4.6 تأثیر پارامترهای مختلف بر روی ترکیب شیمیایی پوشش‌ها
      • 4.6.1 الکترولیت 1
        • 4.6.1.1 اثر چگالی جریان بر ترکیب شیمیایی پوشش‌ها
        • 4.6.1.2 اثر زمان بر ترکیب شیمیایی پوشش‌ها
      • 4.6.2 الکترولیت 2
        • 4.6.2.1 اثر زمان فرآیند رسوب کاتدی بر ترکیب شیمیایی پوشش‌ها
      • 4.6.3 الکترولیت 3
        • 4.6.3.1 اثر افزودن مستقیم نانو پودر HA در الکترولیت بر ترکیب شیمیایی پوشش‌ها
    • 4.7 بررسی ترکیب فازی نمونه‌های بهینه از هر روش توسط تفرق اشعه ایکس
      • 4.7.1 نمونه بهینه 1
      • 4.7.2 نمونه بهینه 2
      • 4.7.3 نمونه بهینه 3
    • 4.8 بررسی پوشش‌ها در نمونه‌های بهینه از هر روش، توسط طیف سنجی مادون قرمز FTIR
      • 4.8.1 نمونه بهینه 1
      • 4.8.2 نمونه بهینه 2
      • 4.8.3 نمونه بهینه 3
    • 4.9 بررسی خوردگی نمونه‌های پوشش داده‌شده در محلول فیزیولوژیک بدن (SBF)
      • 4.9.1 الکترولیت 1
        • 4.9.1.1 اثر چگالی جریان
        • 4.9.1.2 اثر زمان فرآیند
      • 4.9.2 الکترولیت 2
      • 4.9.3 الکترولیت 3
  • 5 فصل پنجم نتیجه گیری
  • 1-انجام فرآیند آندایزینگ بر روی تیتانیوم تجاری گرید 2 با موفقیت می‌تواند باعث ایجاد یک پوشش کامپوزیتی گردد. این کار در یک محلول کلسیم فسفاتی یا محلول سوسپانسیون حاوی نانو ذرات HA صورت می‌گیرد.
  • منابع و مراجع
...see more