ارزیابی خواص مکانیکی بالک نانو ساختار کامپوزیت هیدروکسی آپاتیت- فورستریت تهیه شده به روش زینترینگ دو مرحله ای

اگرچه هیدروکسی آپاتیت نانومتری ماده بسیار عالی برای پیوند استخوان است ولی چقرمگی شکست پایین آن، استفاده از آن را در کارهای ارتوپدی و به خصوص کاشتنی های تحت بار محدود کرده است. به همین دلیل کامپوزیت سازی، کاربرد آن را وسیع تر می کند. فورستریت در مقایسه با سایر بیو سرامیک ها، مانندشیشه زیست فعال، شیشه- سرامیک ها و هیدروکسی آپاتیت، خواص مکانیکی بالاتری دارد. پس می توان انتظار داشت که کامپوزیت هیدروکسی آپاتیت-فورستریت در جهت بهبود خواص مکانیکی و زیست فعالی مفید باشد. هدف از این پژوهش تهیه و مشخصه یابی بالک نانو ساختار هیدروکسی آپاتیت-فورستریت از نانو پودر کامپوزیت، به روش زینتر کردن دو مرحله ای است. نانو پودر کامپوزیتی هیدروکسی آپاتیت- فورستریت به روش سل- ژل تولید شد. سپس برای ایجادساختاری متراکم و چگال کامپوزیت هیدروکسی آپاتیت- فورستریت، با حفظ ویژگی های ساختار نانو، از روش زینتر کردن دو مرحله ای استفاده شد. با روش تاگوچی آزمایش طراحی شد و به کمک نرم افزارQualitekدمای ثانویه، زمان اولیه و زمان ثانویه بهینه شد. از روش های پراش پرتو ایکسXRD)میکروسکوپ الکترونی عبوریTEM)به منظور مشخصه یابی نانو پودر کامپوزیت هیدروکسی آپاتیت- فورستریت و بالک نانو ساختار چگال زینتر شده از نانو پودر تولیدی، استفاده شد. تغییرات استحکام فشاری و تغییرات سختی بررسی شد. نتایج نشان داد که اندازه ذرات نانو پودر کامپوزیت هیدروکسی آپاتیت- فورستریت حدود 33 نانو متر و اندازه دانه های بالک نانو ساختار چگال زینتر شده به روش زینتر کردن دو مرحله ای حدود 23 تا 03 نانومتر حاصل شده است.بیش ترین چگالی در دمای اولیه 1233 درجه سانتی گراد، دمای ثانویه 1133 درجه سانتی گراد، زمان اولیه 0 دقیقه و زمان ثانویه 20 ساعت، بدست آمد. چگالی بالک زینتر شده به روش زینتر کردن دو مرحله ای تحت شرایط بهینه 49 % چگالی تئوری بدست آمد. تجزیه فازی هیدروکسی آپاتیت در حین زینترینگ تاثیریدر روند استحکام فشاری نداشته و چقرمگی شکست بالک نانو ساختار چگال زینتر شده از کامپوزیت هیدروکسی آپاتیت- 10 % فورستریت0.12 (MPa.m1/2 ±2.9 بدست آمد.

کلیدواژه ها:

نانو کامپوزیت ، هیدروکسی آپاتیت- فورستریت ، فرایند سل- ژل ، زینترینگ دو مرحله ای ، بالک نانو ساختار ، روش تاگوچی