طرح پژوهشی دانشجویی خاتمه‌یافته در حوزه مهندسي مواد؛
بررسی اثر لایه میانی بر مورفولوژی و خواص ضد خوردگی پوشش های LDH بر روی آلیاژهای منیزیم
دانشجو : محمدرضا آبش احمدلو
مقطع تحصیلی: کارشناسی ارشد
استاد راهنما : دکتر علیرضا کلاهی - دکتر محمود کاظم زاد آسیابی
زمینه کاربرد پروژه: مهندسي مواد؛ آلیاژهای مورد استفاده در ایمپلنت های کاشتنی .
خلاصه پروژه: هدف از این پژوهش، بررسی تاثیر لایه میانی بر خواص پوشش های ضد خوردگی ایجاد شده بر روی آلیاژهای منیزیم است. در خصوص اهمیت لایه میانی در چسبندگی، با توجه به نوع کاربرد پوشش ها، موضوع بارپذیري و چسبندگی اهمیت فراوانی می‌یابد و می تواند تعیین کننده عمر و عملکرد قطعه نهایی باشد. تکنیک هاي متعددي از قبیل افزایش تعداد لایه هاي پوشش، ایجاد لایه میانی و افزایش سختی زیرلایه، به منظور افزایش چسبندگی پوشش به زیرلایه استفاده شده است. هدف نهایی در این کار دستیابی به مجموعه پوششی آلیاژ با مقاومت به خوردگی بالا در محیط خورنده بود. در حقیقت ایجاد دو نوع پوشش سدی محافظ خوردگی، می تواند با مکانیسم مشابه و یا متفاوتی، مقاومت به خوردگی را افزایش دهد. از سوی دیگر، لایه میانی با تاثیر بر مکانیسم خوردگی و یا تغییر آن ممکن است بتواند بطور مثال با افزایش چسبندگی و یا میزان پوشش دهی سطح، نقش ارزشمندی در بهبود خواص خوردگی ایفا کند. بایومتریال‌های فلزی مانند فولاد زنگ نزن، تیتانیم و آلیاژهایش با بافت‌های زنده سازگارند و خواص مکانیکی بهتری در مقایسه با پلیمرها و مواد سرامیکی نشان می‌دهند که به خاطر استحکام کششی بالایشان و مقاومت خستگی است. فلز ایمپلنت شده باید پس از التیام شکست توسط یک جراحی اصلاحی خارج شوند که منجر به افزایش زمان التیام و هزینه بیشتر می‌شود. برای رفع این موضوع، مواد تجزیه پذیر زیستی منیزیم و آلیاژهایش ترجیح داده می‌شوند و این زمینه مناسبتری برای کاربردهای ارتوپدی است. چگالی، مدول یانگ و استحکام فشاری آلیاژهای منیزیم، مشابه مقادیر موجود در استخوان است.
منیزیم بسیار فعال بوده و مستعد خوردگی است. تاثیر پارامترهای ایجاد پوشش بر رفتار خوردگی AZ31 پوشش داده شده با LDH منیزیم آلومینیوم بررسی شد. در این مطالعه، یک روش هیدروترمال ساده‌ی در جا، برای تولید پوشش LDH در دماهای مختلف عملیات حرارتی، زمان‌ها و مقادیر مختلف pH بر روی سطح آلیاژ AZ31 بکار رفت. این فیلم‌ها با XRD ، XPS ، EDS و FESEM مورد بررسی قرار گرفت. مقاومت خوردگی پوشش‌ها با پلاریزاسیون پتانسیودینامیک، طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی و تکنیک‌های نویزهای الکتروشیمیایی اندازه‌گیری شد. بعلاوه بهترین نتایج در دمای 125 درجه سانتیگراد و زمان 20 ساعت و pH برابر با 10 حاصل شد. ساختارهای چگال و فشرده‌ی تیغه مانند حاصل شد که مقاومت خوردگی مناسب را نشان می‌دهد. ایجاد لایه میانی در این پروژه عمدتا بر پایه ی آندایزینگ در شرایط مختلف بوده و از روش هیدروترمال برای ایجاد پوشش LDH استفاده شد.
