مطالعه رفتار خستگي كامپوزيت پايه منيزيمي با كاربرد پزشكي

كارشناسي ارشد

منيزيم در سال‌هاي اخير به واسطه نسبت استحكام به وزن بسيار بالا، چگالي كم، قابليت ماشينكاري بسيار زياد و ديگر ويژگي‌هاي منحصر بفردش بطور گسترده مورد استقبال محققين و صنعتگران قرار گرفته است. از جمله زمينه‌هايي كه كاربرد منيزيم روز به روز در آن پررنگ‌تر مي‌شود، شاخه ارتوپدي از علم پزشكي مي باشد، چراكه منيزيم خود يكي از عناصر ضروري براي متابوليسم بدن انسان بوده و ويژگي‌هاي زيست‌سازگاري و زيست‌تخريب‌پذيري در محيط‌هاي درون بدن را دارد و علاوه بر اين‌ها در بين فلزات مختلف، بيشترين انطباق را با خواص مكانيكي استخوان بدن داشته و در نتيجه به عنوان بيوماده در اروتزها و پروترها بسيار ايده‌آل مي‌باشد. همچنين به واسطه دارا بودن خاصيت زيست‌تخريب‌پذيري، نياز به عمل‌هاي جراحي ثانويه براي بيرون آوردن اروتز بعد از طي شدن كامل روند بهبودي را منتفي مي‌كند. هرچند منيزيم خالص بخاطر نرخ خوردگي بسيار بالا در محيط‌هاي زيستي قابل كاربري نيست، با استفاده از كامپوزيت‌هاي پايه منيزيمي مي‌توان بر اين مشكل چيره شد و مقاومت به خوردگي را بطور چشمگيري افزايش داد. در پايان‌نامه پيش رو، نوعي كامپوزيت زمينه فلزي با زمينه منيزيم خالص و فاز تقويت‌كننده هيدروكسي‌آپاتايت توسط روش ريخته‌گري هم‌زني توليد شده است. سپس به منظور بهبود خواص مكانيكي و رفع عيوب و تخلخل ناشي از ريخته‌گري كامپوزيت بدست آمده تحت عمليات اكستروژن گرم در دماي C°350 قرار گرفته است. در ادامه نمونه‌هاي اكسترود شده براي آزمون‌هاي مختلف مكانيكي شامل آزمون سختي، فشار، كشش و خستگي آماده‌سازي شده و رفتار آن‌ها تحت آزمون‌هاي ذكر شده بررسي گشته است. با وجود با اهميت بودن مبحث خستگي در كاربرد نهايي اين كامپوزيت‌ها، خستگي آن‌ها تا كنون مورد بررسي قرار نگرفته است و در اين پايان‌نامه رفتار اين كامپوزيت‌ها از نقطه نظر خستگي بررسي شده‌است. همچنين جهت بررسي نحوه پخش ذرات تقويت‌كننده كه پودر هيدروكسي‌آپاتايت است، و اندازه دانه‌بندي، از ميكروسكوپ نوري استفاده شده است. لازم به ذكر است جهت بررسي تاثير ذرات هيدروكسي‌آپاتايت در زمينه منيزيمي، نمونه‌هاي منيزيمي در شرايط مشابه ريخته‌گري و سپس اكسترود شده است و نتايج آزمون‌ها با نتايج بدست آمده براي نمونه‌هاي كامپوزيتي مقايسه گشته است. نتايج نشان‌دهنده بهبود نسبي خواص مكانيكي و بطور خاص افزايش عمر خستگي نمونه‌هاي كامپوزيتي در تنش‌هاي يكسان نسبت به نمونه‌هاي منيزيمي مي‌باشد.

188646

دانشگاه علم و صنعت ايران

مكانيك - طراحي كاربردي

دكتر صديقي