ناقشت كلية هندسة المواد في جامعة بابل اطروحة الدكتوراه للطالب نبيل محمد عبد الكاظم راضي كجزء من متطلبات نيل شهادة الدكتوراه في هندسة المعادن\ كلية هندسة المواد بعنوان:
( تحسين السطح والخواص الميكانيكية لسبيكة التيتانيوم المستخدمة في تعويض العظام )
Mechanical and Surface Modification of Ti-Alloy for Orthopaedic Replacement
بإشــــــراف:
الاستاذ الدكتور جاسم محمد سلمان المرشدي
ناقشت الاطروحة:
لكون سبائك التيتانيوم نوع (بيتا) لها العديد من خصائص التوافق الحيوي والاندماج العظمي ومقاومة التآكل الفائقة ، يتطلع العديد من الباحثين إلى تطوير هذه السبائك لتناسب البيئة العدائية لجسم الإنسان. في هذه الدراسة ، بعد اختيار الظروف المناسبة (قطب الأنود ، الجهد المطبق و وقت الترسيب … إلخ) ، تمت إضافة (الكرافين (Gr) ، كاربوكسي مثيل سليلوز (CMC) والمادتان معًا) إلى طلاء هيدروكسيباتيت المعلق بالإضافة إلى التدرج الوظيفي (FG) لطلاءات الكرافين المعلقه ، بسبب توافق هذه المواد مع أنسجة جسم الإنسان. ثم تمت دراسة تأثير طبقات الطلاء الناتجة عن هذه المحاليل المعلقة أعلاه على كل من خصائص البنية المجهرية (XRD ، SEM ، XRF وLOM) ، الاختبارات الكهروكيميائية (جهد الدائرة المفتوحة والاستقطاب) ، الاختبارات الميكانيكية (اختبار البلى الجاف) ، الاختبارات الفيزيائية (زاوية التماس، الخشونه و الرقم الهيدروجيني((PH) والنشاط المضاد للبكتيريا وتقييم صلاحية الخلية للتحقق من مدى حماية هذه الطبقات لسطح سبيكة Ti-13Nb-13Zr الحياتية.
كانت القيم الإيجابية لجهد زيتا مؤشرًا واضحًا على اعتماد عملية EPD الكاثودية. كشف نمط السبيكة الأساسية عن حيود المرحلتين (? و ?) المطابقين لبطاقة JCPDS رقم (044 – 1294) يمكن ملاحظة ظهور قمم جديدة نتيجة تأثير بنسب الإضافات (5HAp و 0.5 Gr و 0.5 CMC) مما أدى أيضًا إلى تقليل أو زيادة زاوية القمم لكل مرحلة من مراحل سبيكة التيتانيوم ( بيتا وألفا) ،بالاضافه الى ذلك، ادت إضافة الكرافين و CMC وفي حالات خلطهما معا والتدرج الوظيفي لمحاليل الكرافين المعلقه إلى زيادة قوة الالتصاق ابتداءً من طبقة HAp (4.55 MPa) و طبقة 0.08CMC ((7.90 MPa و( 8.28 MPa) لـطبقة (0.08CMC + 0.2 Gr) و( 9.76 MPa) لـطبقة 1Gr وانتهاءً بـ 10.12 MPa لـطبقة (FG). تم إثبات ذلك عندما زادت قوة الالتصاق لطبقات الطلاء أعلاه بعد غمر العينات المطلية لمدة اقصاها 6 أيام.
تراوحت قيم زاوية التماس من 14.3 درجة لـ (1CMC+0.2Gr) و 20.5 درجة لـ Gr1 و 32.3 درجة لـ FG)) ، حيث أدت الخشونة المفرطة والمسامية والتشققات على سطح طلاء (CMC) إلى خفض زاوية التماس لهذه الطبقة على الفور من 54.6 درجة لسبيكة Ti-13Nb-13Zr غير المطلية إلى 11.2 درجة لـ 0.5CMCمما يجعلها محبة للماء اكثر اذا ما قورنت ببقية الاضافات. مقاومة البلى العالية لإضافة الكرافين ، مع فقد حجم يتراوح من 0.00614 ?cm?^3 إلى سبيكة Ti-13Nb-13Zr غير المطلية عند 25 دقيقة إلى ? cm?^30.001344 لطلاء 1Gr في نفس الوقت تحت نفس الحمل (15N)، الصلادة العالية لطبقة طلاء الكرافين يمكن توقعها من مقاومتها العالية للبلى عند مقارنتها بالإضافات الأخرى.

جنان العبيدي