مشخصه يابي پوشش ZnO بر آلياژ AZ31 به روش رسوب دهي تبخير حرارتي

Characterization of zinc oxide coating on alloy AZ31 by thermal evaporation deposition

منيزيم و آلياژهاي آن به عنوان كاشتني استخواني، زيست سازگاري مناسب و خصوصيات مكانيكي نزديك به استخوان هاي طبيعي دارد، كه به عنوان يك ماده بيولوژيكي در مهندسي بافت استخوان شناخته شده است. با اين حال، منيزيم و آلياژهاي آن معمولا در محيط بيولوژيكي تخريب مي شوند. از اين رو حضور پوشش هاي سطحي راه موثري براي بهبود مقاومت به خوردگي و زيست سازگاري آلياژهاي كاشتني استخواني است. نانو ذرات ZnO داراي فعاليت آنتي باكتريايي در برابر هر دو باكتري گرم مثبت و منفي هستند. هدف از تحقيق حاضر ايجاد پوشش ZnO بر آلياژ منيزيمي AZ31 به روش رسوب دهي تبخيرحرارتي است. نمونه هاي اوليه پس از بررسي ريزساختار تحت عمليات همگن سازي قرارگرفتند و به منظور پوشش دهي، نانوذرات Zn توسط پرس هيدروليك دستي تك محوره به قرص تبديل شدند و به روش رسوب دهي تبخير حرارتي مبتني بر مقاومت الكتريكي بر زيرلايه AZ31 رشد داده شدند. به منظور بررسي فازهاي تشكيل شده؛ ريخت شناسي، ارائه توزيع فراواني عناصر موجود و زبري سطح نمونه‌ها به ترتيب از پراش اشعه ايكس (XRD)، ميكروسكوپ الكترون روبشي (FE-SEM)، طيف سنجي پراكندگي انرژي پرتو ايكس(EDS) (MAP)، ميكروسكوپ نيروي اتمي(AFM) بهره گرفته شد. نتايج XRD وجود فازهاي ذرات ZnO و فاز Mg را تاييد مي كند؛ همچنين تصاوير FE-SEM حاكي از رشد ذرات ZnO روي نمونه AZ31 است. آناليز EDS و MAP حضور و توزيع يكنواخت عنصر Mg قبل از پوشش و عنصر Zn بعد از پوشش را تاييد مي كنند. آناليز AFM نشان داد زبري سطح بعد از همگن سازي افزايش يافت و زبري سطح نمونه هاي با پوشش ZnO كمتر از نمونه هاي بدون پوشش است.

Magnesium and its alloys have good properties such as biocompatibility, low density and mechanical properties close to natural bones. However, due to their fractures and high rate of degradation in the biological environment, it still cannot find its place in medical implants. Creating biocompatible coatings and surface strength is a solution to improve the curing resistance of these materials. ZnO ceramic nanoparticles with suitable chemical resistance have antibacterial activity. The aim of the present study was to create a ZnO ceramic coating on AZ31 magnesium alloy by thermal evaporation deposition. In order to investigate the phases, morphology, presentation of abundant elements and roughness of sample surfaces from X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (FE-SEM), X-ray energy scattering (EDS) measurement, respectively. Atomic Li microscopy (AFM) was used. XRD results confirm the presence of ZnO particle phases and Mg phase. FE-SEM images also show the growth of ZnO particles on the AZ31 sample. EDS analysis detects the uniform presence and distribution of Mg element before coating and Zn elements after coating. AFM analysis showed that the surface roughness of ZnO coated samples was lower than uncoated samples.