تحسين سبيكة CoCrMo (F75) باستخدام إضافات من ZrO2 المستخدمة في التطبيقات الطبية
Modification of CoCrMo Alloy (F75) by ZrO2 Additions Used in Biomedical Applications
- الباحث
- زين العابدين علي كريم محمد
- المشرف
- حيدر حسن جابر
- الجامعة
- جامعة بابل
- الكلية / القسم
- هندسة المواد / هندسة المعادن
- الشهادة
- ماجستير
- السنة
- 2022
- لغة الرسالة
- انكليزي
- الكلمات المفتاحية
- CoCrMo alloy;ZrO2;Biomedical applications;Powder metallurgy
الملخص
تعتبر سبيكة كوبلت-كروم- مولبيديوم واحدة من اهم السبائك واسعة الاستخدام في تطبيقات العظام وغرسات الاسنان. الهدف من هذه الدراسة هو التحقيق في تأثير إضافة أوكسيد الزركونيوم الى سبيكة كوبلت- كروم- مولبيديوم على الخواص الفيزيائية والميكانيكية والالكتروكيميائية. تمت إضافة (90 0.5,1,1.5,2,2.5,3,3.5,4,4.5,5) من أوكسيد الزركونيوم الى السبيكة بواسطة الباودر ميتالورجي. تم خلط المساحيق لمدة خمس ساعات وكبسها عند ضغط 800 Mpa كانت ابعاد النماذج بعد عملية الكبس هي (القطر mm12= والسمك (mm4.5= تمت عملية التلبيد عند درجة حرارة 1100درجة مئوية لمدة أربع ساعات لكل العينات وهي كانت كافية لتحويل جميع العناصر الى تركيب سبيكة. بينت نتائج اختبار اشعة اكس ان بنية نماذج كوبلت-كروم-مولبيديوم (مع وبدون الإضافة) المكبوسة بضغط 0 والملبدة بدرجة حرارة 1100 درجة مئوية لمدة 4 ساعات تتكون من ثلاث اطوار في درجة حرارة الغرفة هي (5و0021/0) (CoCrMo, CoCr and تشير النتائج الى انخفاض الكثافة بشكل طفيف وكذلك انخفاض المسامية مع زيادة إضافة أوكسيد الزركونيوم. تزاد الصلادة للعينات المحضرة بشكل واضح مع إضافة الزركونيا من(18109]) للعينة الأساس الى (HB151) عند إضافة %5 من ZrO> تزداد مقاومة البلى بشكل كبير مع إضافة الزركونيا الى السبيكة الأساس حيث ينخفض فقدان الحجم من (cm? 0.002) للسبيكة الأساس الى (cm30.000671) عند إضافة %2.5 من أوكسيد الزركونيوم كأقل فقدان حجم والذي يعتبر أفضل نسبة تحسن لمقاومة البلى. تزداد مقاومة الانضغاط بشكل كبير مع إضافة أوكسيد الزركونيوم والتي تزداد من )388.41 (Mpa للسبيكة الأساس الى (Mpa949.6) عند إضافة %3 من أوكسيد الزركونيوم. أظهرت الخواص الكيميائية ونتائج التآكل للسبيكة تحسنا ملحوظا بعد إضافة دقائق أوكسيد الزركونيوم حيث انخفض معدل التاكل من (mpyl.582) الى (mpy0.144) في محلول اللعاب الصناعي ومن (mpy0.158) الى (mpy0.169) في محلول lila عند إضافة %5 من الزركونيا. أفضل مقاومة تاكل كانت عن إضافة )%0,5( Gus كانت نسبة التحسن في محلول اللعاب الصناعي )%96.7( بينما كانت أفضل نسبة التحسن هي )87.83%( عند نفس نسبة الإضافة. تم الغمر الساكن للسبيكة الأساسية ومع إضافة (2.5 و5/) من الزركونيا لمدة 21 يومًا في اللعاب الصناعي ومحلول Cus ،tile أكدت نتيجة الاختبار أن ايون عنصر الكوبلت في محلول هانك واللعاب الصناعي انخفض بشكل ملحوظ بعد إضافة اوكسيد الزركونيوم.
Abstract
Cobalt-chromium-molybdenum alloy (F75) is considered one of the important alloys that are widely used in orthopedic applications and dental implants. The aim of study is to investigate effect addition of zirconium oxide to CoCrMo ASTM (F75) on physical, mechanical, electrochemical and biological properties. (0.5, 1, 1.5, 2, 2.5, 3, 3.5,4, 4.5, 5 wt. %) adding of zirconium oxide by powder metallurgy. The powders are mixed for 5 hours, compacted at a constant pressure of 800 Mpa. The dimensions of the samples after the pressing process were d=12 mm and t = 4.5 mm. The sintering process was accomplished at temperature 1100°C for 4 hours for all samples are sufficient to satisfy completely and to transform all element into alloy structure. The results indicate to decrease the density and porosity values with increase additive ratio of zirconium oxide. The hardness values of prepared alloy were increased as zirconia addition increase from (109HB) of base alloy to (151HB) at (5%) adding of ZrO2. The wear resistance an increase significantly with zirconia additive compared with base CoCrMo alloy where the volume loss decrease from (0.002 cm3 of the base) to (0.000671 cm3) at (2.5% ZrO2) as minimum of volume loss which consider the best improvement percentage of wear resistance. The compressive strength increases with the addition of zirconia from 388.41 of the base alloy to 841.99, 835.10, 937.75, 942.97, 902.31, 949.6, 893.8, 877.09, 880.6 and 871, respectively. The electrochemical properties, the results of corrosion of CoCrMo alloy illustrated significant improvement after the addition of ZrO2 in synthetic saliva and hank's solution, where the corrosion rate decrease from (1.582 mpy) and (1.158 mpy) of base alloy in synthetic saliva and hank’s solution respectively to (0.144mpy) (0.169mpy) at 5% of ZrO2. The best corrosion resistance of base alloy with (0.5%) adding of zirconium oxide where the improvement percentage reached to (87.83%) in hank’s solution, while the improvement percentage was (96.7%) at addition (0.5%) in synthetic saliva. The ion release is tested for base alloy and with (2.5 and 5%) zirconia addition for 21 days in artificial saliva and Hank's, where the test result confirmed that of Co element in the hank’s and saliva solution decreased significantly after adding zirconium oxide particles.
طلب نسخة من الملف
الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.