پوشش دو لایه HA/TiO2 بر روی زیرلایه Ti-6Al-4V به روش کند و پاش مگنترون RF
نویسندگان
1 پژوهشگاه صنعت نفت
2
3 دانشگاه آزاد اسلامی
doi
چکیده
در تحقیق حاضر، لایه هایی از HA ، TiO 2 و HA/TiO 2 با روش کند و پاش مگنترون AC و DC بر روی زیرلایه Ti-6Al-4V پوشش داده شدند. در این جا با تعیین پارامترهای بهینه پوشش دهی که برای هیدروکسی آپاتیت توان W 175 و برای تک لایه تیتانیا نسبت آرگون به اکسیژن ( Ar/O 2 ) 70/30 بود، نمونه دو لایه HA/TiO 2 پوشش دهی گردید. به منظور بررسی فازهای تشکیل شده، مورفولوژی و زبری سطح به ترتیب از پراش اشعه ایکس ( XRD )، میکروسکوپ الکترونی روبشی ( SEM ) و میکروسکوپ نیروی اتمی ( AFM ) بهره گرفته شد. همچنین اثر دما در عملیات حرارتی بر رشد لایه هیدروکسی آپاتیت مورد بررسی قرار گرفت. با غوطه وری نمونه ها درون مایع شبیه سازی بدن ( SBF ) آزمایش خوردگی نیز انجام شد. نتایج XRD وجود فازهای HA و TiO 2 را در پوشش های مربوطه تائید می کنند. ضمن این که مشاهده گردید با انجام عملیات حرارتی بر روی نمونه چند لایه، پیک های مربوط به HA رشد داشته و نیز مقاومت به خوردگی بهبود یافته است؛ به طوری که شاخص دانسیته جریان خوردگی از مقدار mA.cm -2 041/0 برای نمونه تک لایه هیدروکسی آپاتیت، به مقدار 015/0 ، 007/0 و 003/0 به ترتیب برای نمونه با پوشش چند لایه عملیات حرارتی نشده و نمونه های چند لایه عملیات حرارتی شده در °C 500 و °C 800 کاهش یافت. بدین ترتیب نمونه چند لایه عملیات حرارتی شده در °C 800 بهترین مقاومت به خوردگی را دارا بود. همچنین تصاویر SEM حاکی از تشکیل لایه نازکی از HA و TiO 2 با ضخامتی در حدود nm 300 دارد. داده های AFM بیان می دارند که زبری سطح زیرلایه بدون پوشش با اعمال پوشش های تک لایه HA و TiO 2 و چند لایه HA/TiO 2 بهبود یافته است. طبق این داده ها نمونه های تک لایه TiO 2 و HA زبری سطح تقریباً یکسان (در حدود 64) داشتند. در مورد نمونه چند لایه عملیات حرارتی نشده، عدد 5/73 بهبود خوبی در زبری سطح را نشان می دهد. برای چند لایه عملیات حرارتی شده در °C 800 این عدد به شدت افزایش یافته و شاهد رشد شدیدی بوده است که نشان از اثر بسیار مثیت انجام عملیات حرارتی بر خواص سطحی پوشش هیدروکسی آپاتیت می باشد. .