تاثير نانو ذرات TiO2 بر مورفولوژي سطحي و خشك شدن پوشش كامپوزيتي HA-TiO2 به روش الكتروفورتيك روي آلياژ NiTi

The Effect of TiO2 Nanoparticles on the Surface Morphology and Drying of HA-TiO2 Composite Coating on NiTi Alloys by Electrophoretic Deposition

امروزه، بدليل خواص زيستي مطلوب هيدروكسي ­اپاتيت، توجه زيادي به آن به عنوان يك سراميك زيستي براي پوشش ­دهي كاشتني­ هاي فلزي مي­ شود. به منظور بهبود خواص پوشش هيدروكسي ­اپاتيت، بويژه ترك خوردگي ناشي از خشك شدن و عمليات تف جوشي، استفاده از پوشش ­هاي كامپوزيتي در كانون توجه قرار گرفته است. در اين پژوهش پوشش ­هاي كامپوزيتي هيدروكسي آپاتيت – اكسيد تيتانيم حاوي مقادير 0، 5، 10 و 20 درصد وزني اكسيد تيتانيم از طريق فرايند پوشش ­دهي الكتروفورتيك بر روي زير لايه­ ي NiTi ايجاد شدند. محلول سوسپانسيون مورد استفاده n – بوتانول و تري اتانول آمين بود. عمليات رسوبگذاري در 60 ولت به مدت 120 ثانيه بر روي كاتد انجام گرفت. پس از رسوبگذاري، پوشش ­ها در دماي اتاق خشك شدند و تحت عمليات تف­ جوشي قرار گرفتند. از تفرق اشعه ايكس (XRD) جهت شناسايي فازها و از SEM براي بررسي­هاي ريز ساختاري و مورفولوژيكي پوشش ­ها استفاده شد. تركيب شيميايي نسبي پوشش­­ با استفاده از آناليز تفكيك انرژي (EDX) بررسي شد. نتايج نشان مي­دهند افزايش نانو ذرات اكسيد تيتانيم تا 10% وزني باعث بهبود رفتار پوشش كامپوزيتي هيدروكسي آپاتيت – اكسيد تيتانيم در فرايند خشك شدن مي­شود و استحكام چسبندگي پوشش كامپوزيتي هيدروكسي‌آپاتيت – 10% اكسيدتيتانيم تا MPa3/2±1/21 افزايش پيدا مي ­كند كه در مقايسه با پوشش هيدروكسي آپاتيت خالص (MPa 1/3±1/18) بهبود يافته است.

Nowadays, HA attracts a lot of attention as a bio-ceramic coating on metallic implants due to the its desired biological properties. In order to improve the properties of HA coating, especially cracking induced by drying and sintering, using of HA composite coatings are in the spotlight. In this study composite coatings of HA-TiO2 containing of 0, 5, 10 and 20 wt% TiO2 were coated using the electrophoretic deposition process on the NiTi substrates. The used suspension solution was mix of n-butanol and triethanolamine. The electrophoretic deposition was carried out at 60 V for 120 seconds on the cathode. After deposition, specimens were dried at room temperature and then sintered. The XRD and SEM were used to study the phases and microstructure of coatings, respectively. The composition of coatings were investigated using EDX. The results show that increase of TiO2 nanoparticles up to 10 wt% improves the drying behavior of coatings and the bonding strength of HA-10% TiO2 coating increases up to 21.1 ± 2.3 MPa in compared to that of HA coating (18.1 ± 3.1 MPa).