بررسي رفتار چگال شدن و رشد دانه فلوئور آپاتيت بالك نانوساختار در فرايند تف جوشي دو مرحله اي

Evaluation of condensation and grain growth of nano-structural fluorapatite by using two step sintering

فلوئور آپاتيت ماده اي زيست سازگار است و موجب هدايت رشد بافت استخواني بر روي كاشتني و در نتيجه هم بندي كاشتني با بافت اطراف مي شود. اين بيو ماده به دليل پايداري حرارتي و شيميايي بالاتر نسبت به هيدروكسي آپاتيت مورد توجه محققان قرار گرفته است. در اين پژوهش، نانو پودر در فلوئور آپاتيت با اندازه متوسط ذره 67 نانومتر با روش آلياژسازي مكانيكي توليد شد و به منظور تهيه بالك نانو ساختار فلوئور آپاتيت، از روش تف جوشي دو مرحله اي استفاده گرديد. اثر دماهاي مرحله هاي اول و دوم تف جوشي و زمان نگهداري مرحله اول و فشار متراكم سازي بر رفتار چگال شدن و رشد دانه فلوئور آپاتيت بررسي شد. مشخصه يابي ساختار با استفاده از تكنيك هاي پراش پرتو ايكس و طيف سنجي تبديل فوريه فروسرخ انجام گرفت. مطابق نتايج، براي توليد فلودور آپاتيت بالك با چگالي تئوري 97/8 درصد و اندازه متوسط دانه 105 نانو متر، دماي اوليه 1000 درجه سانتيگراد با زمان نگهداري 10 دقيقه و دماي ثانويه 900 درجه سانتيگراد به مدت زمان 24 ساعت تعيين شد. فلوئور آپاتيت تهيه شده در مقايسه با ساير پژوهش ها، با چگالي كامل و در دماي پايين تر، بدون تجزيه فازي و با رشد دانه بسيار كم توليد شد.

Fluorapatite is a biocompatible and osteoconductive biomaterial which creates integrity between implant and surrounding tissue. Many researchers have interested in fluorapatite because of its thermal and chemical stability more than hydroxyapatite. In this research, fluorapatite nanopowders were produced by mechanical alloying with average particles size of 67 nm. The prepared fluorapatite nanopowders were used in order to produce the nanostructural fluorapatite bulk via two step sintering method. Initial and secondary temperatures of each step, initial holding time and pressing pressure effects on condensation and grain growth were determined. Characterization of the prepared fluorapatite bulk was performed by X-ray diffraction and FTIR techniques. As result shown, fluorapatite bulk with 97.8% theoretical density and 105 nm grain size produced at 1000 and 900 Celsius degrees, for initial and secondary temperatures, respectively and 10 minutes and 24 hrs, for initial and secondary holding times, respectively. The mentioned material in comparison with other researches’ results was produced with complete density in lower sintering temperature, small grain growth and without any thermal decomposition.