تاثير دما بر سختي و خواص ريزساختاري نانوكامپوزيت هاي هيدروكسي آپاتيت/ زيركونيا- آلومينا

Effect of Temperature on Mechanical and Microstructural Properties of Hydroxyapatite-Alumina/Zirconia Nanocomposites

سينتر دو مرحله اي (Two-step sintering) به منظور جلوگيري از رشد ذرات، در تهيه نانوكامپوزيت هاي هيدروكسي آپاتيت/ آلومينا- زيركونيا مورد استفاده قرار گرفت. اندازه متوسط ذرات در نمونه هاي داراي چگالي نزديك به چگالي تيوري از طريق سينتر مرسوم و متداول (Conventional sintering) در حدود nm400 بود. با استفاده از سينتر دو مرحله اي، اندازه نهايي ذرات (nm200) نسبت به نمونه هاي سينتر شده به روش مرسوم و متداول نصف شد. از طرف ديگر، اثر سينتر دو مرحله اي بر سختي و مقدار فاز تري كلسيم فسفات (TCP) تشكيل شده در نانوكامپوزيت هاي هيدروكسي آپاتيت/ آلومينا- زيركونيا بررسي شد. با استفاده از روش سينتر دو مرحله اي در دماي 1T (1200 درجه سانتي گراد) و 2T (1100 درجه سانتي گراد)، در نمونه هاي 9H-3Z-7A، 9H-5Z-5A و 9H-7Z-3A به ترتيب سختي هاي 325، 327 و HV320 و چقرمگي هاي شكست 91/1، 95/1 و 89/1 به دست آمد. سختي هاي به دست آمده در نمونه هاي سينتر دو مرحله اي سه برابر و چقرمگي هاي شكست آن ها تقريبا 2 برابر نمونه هاي سينتر شده به روش معمول بود. همچنين در نمونه هاي سينتر دو مرحله اي، طبق نتايج پراش پرتو ايكس، كمترين مقدار تري كلسيم فسفات (TCP) تشكيل شده است.

Two- step sintering (TSS) has been applied, in the present work, to suppress the accelerated grain growth of Hydroxyapatite Zirconia Alumina nanocomposites in the last sintering stage. The average grain size of near full dense specimens made via conventional sintering (CS) was around 400nm. By using novel tow- step sintering, however, the final grain size (200nm) dropped 2 times less than that for specimens produced by the CS method. After densification, the mechanical properties, the relative proportion of TCP formed and the microstructures of the composite were observed. By used of two step sintering, highest hardness and fracture toughness, lowest relative proportion of TCP and nanostructure were achieved.