بررسی تاثیر اکسید گرافن کاهش یافته بر ریزساختار، خواص مکانیکی و خواص زیستی سرامیک آکرمانیت

مقدمه و اهداف: سرامیک های برپایه سیلیکات کلسیم، مانند آکرمانیت (Ca۲MgSi۲O۷)، مواد زیست فعال مناسبی جهت استفاده به عنوان ترمیم استخوان هستند اما خواص مکانیکی ضعیفی دارند. به همین دلیل، از مواد افزونی مانند گرافن یا مشتقات آن استفاده می کنند. در همین راستا، در این مطالعه از اکسید گرافن کاهش یافته (۰/۵، ۱ و ۱/۵ درصد وزنی) به عنوان تقویت کننده استفاده شده است.مواد و روش ها: مخلوط مواد اولیه، شامل آکرمانیت و اکسید گرافن کاهش یافته به نسبت مورد نظر، مراحل مختلف آماده سازی را طی کرده و در ادامه، نمونه ها تحت فرآیند تف جوشی قرار گرفتند و درنهایت مشخصه یابی نمونه های تف جوشی شده انجام گرفت. یافته ها: با افزایش درصد وزنی اکسید گرافن کاهش یافته از صفر (نمونه شاهد) تا ۱/۵ درصد، کاهش چگالی نسبی از ۹۴/۹ به ۸۹/۳ درصد، کاهش استحکام فشاری از ۱۳ به ۸ مگاپاسکال مشاهده شد. چقرمگی از ۱/۹ برای نمونه شاهد به ۴/۲ MPa.m۱/۲ برای نمونه یک درصد وزنی افزایش یافته اما مجددا به ۲/۷ MPa.m۱/۲ برای نمونه یک و نیم درصد وزنی کاهش یافت. به طور مشابه سختی از ۴۳۵ برای نمونه شاهد به ۵۸۸ ویکرز برای نمونه یک درصد وزنی افزایش یافته اما مجددا به ۳۰۸ ویکرز برای نمونه یک و نیم درصد وزنی یافت. نتیجه گیری: در بین نمونه های کامپوزیتی، همگن ترین ریزساختار مربوط به نمونه یک درصد وزنی با بالاترین خواص مکانیکی (چقرمگی و سختی) بود. اکسید گرافن، نه تنها مانع از تشکیل لایه آپاتیت نمی شود، بلکه زمینه ساز شکل گیری رسوبات آپاتیتی متراکم و ریز روی سطح نمونه کامپوزیتی است.

کلیدواژه ها:

اکسید گرافن کاهش یافته ، آکرمانیت ، کامپوزیت ، ریزساختار ، خواص مکانیکی و زیستی