رسالة ماجستير في كلية الهندسة تناقش الخواص الميكانيكية والبيولوجية لطبقات سبائك الفولاذ المقاوم للصدأ 316L بطريقة الترسيب الكهربائي
ناقشت رسالة ماجستير في كلية الهندسة بجامعة ديالى
الخواص الميكانيكية والبيولوجية لطبقات سبائك الفولاذ المقاوم للصدأ 316L بطريقة الترسيب الكهربائي (EPD) للطالبة اية محسن هزبر و التي اجريت يوم الاثنين الموافق ٢٠٢٥/٨/٢٥ في قاعة عمادة الكلية.
من قبل اللجنة المؤلفة من:
ا.د علاء عبد الحسن عطية / هندسة المعادن / وزارة التعليم العالي والبحث العلمي/ رئيسا
ا.د عادل خليل محمود/ هندسة المعادن/ جامعة ديالى كلية الهندسة / عضوا
م.د احمد سعد كاظم / هندسة المواد / جامعة ديالى كلية الهندسة / عضوا
ا.م.د اياد نصيف جاسم / هندسة المعادن / جامعة ديالى قسم شؤون الطلبة / مشرفا
هدفت الرسالة الى دراسة أهم المتغيرات ومدى تاثيرها لغرض الحصول على افضل طبقة طلاء, والتي تتضمن, الفولتية المسلطة ,زمن الترسيب و تركيز المواد المستخدمة وكانت الظروف المستخدمة V(20,40,60( (2,4,6) min, و(4,7,10) على التوالي
و تضمنت اجراء طريقة الطلاء بتقنية الترسيب الكهربي EPD)) لترسيب نظام طلاء مركب من مواد بايوسيراميكة نانوية غير عضوية من النانو هايدروكسي ابتايت (HA) اوكسيد المغنيسيوم النانوي (MgO ) واوكسيد الزنك النانوي (ZnO ) على سبيكة الفولاذ المقاوم للصدأ الطبي (316L ) مع استخدام مادة عضوية من الكايتوزون ( CHT) كمادة رابطة للطلاء لتحسين قوة الترابط بين طبقة الطلاء والسبيكة الاساس(Substrat ) وان الغرض من الطلاء يؤدي هدفين الاول هو العمل كحاجز، أما الهدف الآخر فهو توفير بيئة مناسبة ذات مسامية مشابهة لمسامية العظام، حتى تنمو الأنسجة المحيطة بها. حيث تتميز هذه التقنية بقدرتها على العمل في درجة حرارة الغرفة، ولا يحصل للتحول الطوري, لذلك، تُعتبر هذه التقنية الأفضل لطلاء المواد الخزفية على المواد المعدنية في درجة حرارة الغرفة.
و استخدمت طريقة تاكوتشي لاختيار الظروف المثلى لعملية الترسيب وتصميم التجارب للمتغيرات التي تم اختيارها )الفولتية والزمن والتركيز( لغرض ترسيب طبقة احادية او مفردة من نانو هيدروكي أباتيت, نانو MgO و نانوZnO بالاعتماد على قياس السمك
باستخدام طريقة تاجوتشي لاختيار أفضل الظروف للطبقة المفردة، وباستخدام هذه الظروف المثلى، قمنا بطلاء ثلاثة أنواع من الطلاءات المركبة..ومدى تأثير هذه العوامل على سمك طبقة الطلاء خشونة السطح , الالتصاقية ,قابلية الترطيب ,البنية المجهرية الناتجة وتجانس طبقة الطلاء ,نوع الاطوار المتكونة ,مقاومة التأكل , ومضادة البكتريا. أُجريت العديد من الاختبارات بعد إتمام عملية الطلاء، ومن بينها اختبار المعلق قبل الطلاء، وهو اختبار جهد زيتا، حيث كانت قيمة جهد زيتا لمعلقي أكسيد المغنيسيوم وهيدروكسي أباتيت موجبة، بينما كانت قيمة جهد زيتا لمعلقي أكسيد الزنك والمعلقات المركبة سالبة.
وقد تبين أن الطلاءات التي تم تحليلها خالية من التشققات ومستمرة ومتجانسة وكذلك الطلاء. كما لوحظ ان الطلاء بطريقة الترسيب الكهربي يؤدي الى الحفاظ على الاطوار المتكونة قبل وبعد عملية الطلاء وهذا يعني عدم حدوث تحول طوري خلال عملية الطلاء والتي تعتبر واحدة من المميزات المهمة لهذه الطريقة. كما كانت نتائج اختبار الالتصاقية بين طبقات الطلاء الهايدروكسي ابتايت ,اوكسيد الزنك واوكسيد المغنيسيوم , مع المعدن الاساس ((48.38N, 52N, 54N) على التوالي والتي تم تقييمها باستخدام طريقة (اخبار الخدش). علاوة على ذلك فقد أظهرت قياسات زاوية التلامس أن أسطح الطلاءات تحولت من خاصية
محبة للماء المعدن الاساس 73.818 º درجة الى فائقة المحبة للماء في حالة الطلاءات المركبة 9.78º.
حيث تزداد قابلية الترطيب وتزداد التوافقية مع انخفاض زاوية التلامس. أظهرت نتائج فحص المجهر الالكتروني الماسح (SEM) الى تكون طبقة جديدة من الهيدروكسي ابيتايت الطبيعي على عينة اضافة الى انتظام الطبقة الجديدة من الهيدروكسي ابيتايت المتكون من (SBF) مع مما يشير الى النشاط الحيوي الجيد للعينات.
جهد التيار المفتوح (OCP يمثل جهد الدائرة قبل مرور تيار كهربائي يتطلب هذا تحولاً ملحوظاً نحو اتجاه أكثر نبلاً (أقل خطورة) في سبيكة 316L المطلية بـ OCP، مما يدل على تسخين ترموديناميكي ممتاز. أظهرت النتائج التي تتوافق مع طلاءات Mgo وHa وZno انخفاضًا كبيرًا في تيار التآكل (Icorr) وزيادة في جهد التآكل (Ecorr) وانخفاضًا في معدل التآكل من (4.386 × 10-1 مم في السنة) الفولاذ المقاوم للصدأ 316 L إلى (1.417 × 10-2 مم في السنة) مطلي بـ Mgo و (1.222 × 10-3 مم في السنة) (65٪ Mgo + 25٪ Zno + 10٪ Ha مطلي) تم قياس خشونة السطح بسبب أهميتها في تثبيت الغرسات الجراحية.
