پوشش های تک فاز هیدروکسی آپاتیت به دلیل چقرمگی شکست پایین و چسبندگی ناکافی بین پوشش و زیرلایه، با انواع پوشش های کامپوزیتی حاوی تقویت کننده های سرامیکی مثل زیرکونیا جایگزین شده اند. ساخت پوشش بیوسرامیکی کامپوزیتی حاوی اجزا نانومتری می تواند زیست سازگاری و زیست فعالی مطلوب، کنترل نرخ اضمحلال پوشش و بهینه ساختن خواص مکانیکی را موجب شود. در پژوهش حاضر، ساخت و مشخصه یابی پوشش نانوساختار هیدروکسی آپاتیت، زیرکونیا و پوشش هیدروکسی آپاتیت تک فاز بر روی زیرلایه فولاد زنگ نزن 316 ال به روش سل، ژل موردنظر قرار گرفت و مقاومت خوردگی و میزان انحلال آن ارزیابی شد. نتایج آزمون طیف سنجی جذب اتمی حاکی از افزایش غلظت یون کلسیم آزاد شده از پوشش ها با گذشت زمان بود و میزان یون کلسیم آزاد شده در پوشش های کامپوزیتی نسبت به پوشش تک فاز هیدروکسی آپاتیت کمتر بود. در دمای کلسینه کردن 950 درجه سانتی گراد، فاز غالب در پوشش کامپوزیتی تهیه شده، هیدروکسی آپاتیت و زیرکونیا با شبکه  های بلوری مختلف بود. تعیین اندازه دانه ها به کمک معادله شرر، حضور نانوذرات زیرکونیا با اندازه (20-30 نانومتر) در زمینه هیدروکسی آپاتیت (40-80 نانومتر) را تایید کرد. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی، حصول پوشش های بدون ترک ولی متخلخل را نشان داد. نتایج حاصل از آزمون خوردگی بیانگر آن است که پوشش کامپوزیتی هیدروکسی آپاتیت، زیرکونیا با ساختار متخلخل و داشتن ریزترکها قادر نیست به طور کامل از برهمکنش زیرلایه با الکترولیت جلوگیری کند و احتمالا نمی تواند از آزادشدن یونهای فلزی ممانعت جدی به عمل آورد. به نظر می رسد که پوشش  نانوساختار هیدروکسی آپاتیت، زیرکونیا به دلیل ساختار و ابعاد نانومتری فازهای تشکیل دهنده، بتوانند موجب کاهش مدت زمان تثبیت کاشتنی در مجاورت بافت سخت شده و ضریب اطمینان درمان را افزایش دهد.

1در این پژوهش، کامپوزیت های زمینه زیرکونیای پایدار شده توسط ایتریا با 7 و 14 درصد وزنی اکسید نیکل بوسیله فرآیند سینتر پلاسمای جرقه ای تهیه شدند. بررسی تغییرات فازی توسط الگوی پراش پرتو ایکس نشان داد پیک غالب اکسید زیرکونیای پایدار شده با ایتریا (YSZ)، ساختار تتراگونال به همراه پیک هایی با شدت بسیار کم از فاز مونوکلینیک YSZ است و همچنین افزودن اکسید نیکل برای نمونه های کامپوزیتی منجر به ایجاد فاز فلزی نیکل شده است. تصاویر میکروسکوپ الکترونی تهیه شده از سطح پرداخت شده نمونه ها بیانگر توزیع نسبتا مناسب فاز نیکل در فاز زمینه بود. بررسی خواص فیزیکی و مکانیکی نمونه ها نشان داد که بیشینه چقرمگی شکست (0/19 ± 14/21 مگاپاسکال مجذور متر) ، چگالی نسبی (99/81 درصد چگالی تئوری)، استحکام خمشی (665 مگاپاسکال) متلعق به کامپوزیت حاوی 14 درصد وزنی اکسید نیکل است. اما در خصوص سختی ویکرز نمونه ها، افزایش اکسید نیکل در کامپوزیت ها، منجر به کاهش سختی نمونه به واسطه تشکیل فاز نیکل فلزی شده است.

زیرکونیای پایدار شده دارای خواص بارزی از جمله سختی بالا، پایداری شیمیایی بالا و ضریب انبساط حرارتی نزدیک به فلزات دارد. بنابراین در این پژوهش پوشش هیبریدی پایه زیرکونیا- ایتریا- بنزوتریازول به روش سل- ژل برروی سطح آلیاژ آلومینیوم AA2024 اعمال شده است. ابتدا محلول های زیرکونیا و زیرکونیا- ایتریا- بنزوتریازول با استفاده از پیش ماده آلکوکسیدی سنتز شده و سپس به روش غوطه وری پوشش مناسب اعمال شده و تحت عملیات حرارتی مناسب در دمای 150ºC قرار گرفته است. خواص فازی، مورفولوژی و نوع پیوندها توسط GIXRD، FESEM و FTIR مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین خواص خوردگی این پوشش ها نیز در محلول 3.5 درصد نمک طعام به وسیله روش های الکتروشیمیایی همانند پلاریزاسیون و امپدانس ارزیابی شده است. نتایج نشان دهنده یکنواختی، همگنی و عاری از ترک بودن پوشش هیبریدی زیرکونیا- ایتریا- بنزوتریازول است، که مقاومت به خوردگی خوبی از خود نشان داده است.

مقدمه: هدف از پژوهش حاضر، تولید نانوپودر زیرکونیای پایدار شده با ایتریا به روش سل-ژل و مشخصه یابی و ارزیابی آن برای استفاده در تهیه ترمیم های دندانی بود.مواد و روش ها: برای تولید پودر، مقداری اکسی کلراید زیرکونیم و نیترات ایتریم به نسبت لازم جهت دست یابی به سه درصد مولی ایتریا در ترکیب نهایی در اتانول خالص حل و محلول اولیه تهیه شد. محلول اولیه بر روی همزن مغناطیسی در دمای 50°C به مدت 30 دقیقه همزده شد تا سل شفاف به دست آمد. با هم زدن سل حاصل، ژل تشکیل شد. ژل پس از چندین بار شستشو با آب بدون یون، در دمای 50°C به مدت 20 ساعت خشک گردید. سپس پودر حاصل ابتدا با نرخ 5/0 درجه بر دقیقه تا دمای 400°C و سپس با نرخ 5 درجه بر دقیقه در دمای 600°C به مدت زمان 1، 2 و 3 ساعت حرارت داده شد. از تکنیک های پراش پرتوی ایکس (XRD)، میکروسکپ الکترونی عبوری(TEM) ، میکروسکپ الکترونی روبشی (SEM) و طیف سنجی مادون قرمز (FTIR) برای شناسایی ساختار و فازها، تعیین اندازه کریستالیت ها و اندازه دانه های پودر، بررسی مرفولوژی پودر و بنیان های موجود در محصول، استفاده شد.یافته ها: یافته ها تایید نمود که پودر نانومتری زیرکونیای پایدار شده با سه درصد مولی ایتریا با اندازه کریستالیت حدود 20 نانومتر و اندازه ذرات حدود 80 نانومتر تهیه شده است. دما و زمان کلسینه کردن بهینه برای تهیه محصول، به ترتیب 600°C درجه سانتیگراد و 3 ساعت می باشد.نتیجه گیری: نانوپودر زیرکونیای پایدار شده با ایتریا با خواص ویژه ای که ناشی از ساختار در مقیاس نانو می باشد با موفقیت تولید شد. با کاهش اندازه دانه سرامیک تولید شده از پودر نانومتری زیرکونیا، خواص مورد بهبود می یابد. بنابراین، استفاده از نانوپودر تولید شده برای تهیه ترمیم های مصرفی در دندان پزشکی مثل اینله، انله، پست و کور، کراون و بریج دندانی پیشنهاد می شود.

نانو کامپوزیت همگن شیشه-سرامیک کلسیم فسفاتی/ زیرکونیم پایدار شده توسط ایتریم با استفاده از روش سل-ژل تهیه گردید. تاثیر مقادیر مختلف زیرکونیم بر روی ریزساختار نانوکامپوزیت تولید شده مورد بررسی قرار گرفت. بعد از عملیات حرارتی شیشه تولید شده به روش سل-ژل در دمای 700oC، فاز هیدروکسی آپاتیت با اندازه دانه ایی در محدوده نانومتر تشکیل شده است. با افزایش مقدار زیرکونیم و تعویض یونی زیرکونیم با کلسیم، حجم سلول واحد هیدروکسی آپاتیت افزایش می یابد. همچنین با افزایش مقدار افزودنی مقدار فاز کریستالی نیز افزایش یافته است.

ریخته گری ژله ای به عنوان روشی نوین و بهینه و آسان در ساخت سرامیک، با قابلیت شکل دهی سرامیک به اشکال پیچیده در سال های اخیر مورد توجه قرار گرفته است. این روش ترکیبی از شیمی پلیمر و فرآیند ریخته گری دوغابی است که در آن دوغاب غلیظی از پودر سرامیک و مونومرهای آلی داخل قالب ریخته شده و با گرفتن شکل قالب به خود، درجا به پلیمر تبدیل می شود. پژوهش های زیادی در رابطه با رئولوژی دوغاب های استفاده شده در روش ریخته گری ژله ای انجام یافته است اما نتایج چندانی در رابطه با خواص فیزیکی و مکانیکی کامپوزیت های آلومینا-زیرکونیای ساخته شده با این روش وجود ندارد. در این پژوهش نمونه سرامیک آلومینا (A100) با میزان 45% حجمی پودر آلومینا در دوغاب و نمونه کامپوزیت آلومینا – زیرکونیا (A90-Z10) با میزان 45% حجمی از مخلوط پودرهای سرامیکی در دوغاب، که این میزان پودر مخلوط شامل 90% حجمی آلومینا و 10% حجمی زیرکونیای پایدار شده با ایتریا است، با استفاده از روش ریخته گری ژله ای ساخته شدند و نهایتا قطعات در دمای ˚ C1650 تف جوشی شدند. نتایج حاصل از پراش اشعه ایکس حضور فاز تتراگونال زیرکونیا را در کامپوزیت آلومینا – زیرکونیا تایید کرده است. تصاویر حاصل از میکروسکوپ الکترونی روبشی ساختار یکنواختی را برای دو نمونه ساخته شده A100 و A90-Z10 نشان می دهد و برای نمونه A90-Z10 بیانگر توزیع نسبتا یکنواخت ذرات زیرکونیا در زمینه آلومینا است. نتایج حاصل از خواص فیزیکی نشان داد که می توان با روش ریخته گری ژله ای به میزان چگالی نسبی مطلوبی برای ساخت کامپوزیت آلومینا – زیرکونیا (89/7%) دست یافت. نتایج حاصل از خواص مکانیکی نشان داد که با افزودن تقویت کننده زیرکونیا به قطعات آلومینایی، استحکام خمشی و چقرمگی قطعه کامپوزیت (A90-Z10) در برابر قطعه آلومینای خالص (A100) به ترتیب در حدود 13/27% و 28/94% افزایش داشته است. از طرفی سختی قطعه کامپوزیت نسبت به قطعه آلومینای خالص به میزان 9/7% کاهش داشته است.

این تحقیق با هدف بررسی ویژگی های سنتز پودر اکسید سریم و اکسید نیکل که به طور همزمان در زیرکونیای پایدار شده با ایتریا دوپ شدند، انجام گرفته است. روش انتخابی برای سنتز، سل-ژل پلیمری (پچینی) می باشد. این روش قابلیت تولید محصولاتی همگن با خلوص و اکتیویته بالا را دارد. برای تهیه پودر زیرکونیای پایدار شده با ایتریا (8 درصد مولی ایتریا) از تتراکلراید زیرکونیم و نیترات ایتریم به عنوان منبع تامین زیرکونیا و ایتریا، همچنین از نیترات سریم و نیترات نیکل به عنوان منبع تامین سریا و اکسید نیکل استفاده شد. نمونه های سنتز شده بعد از خشکایش در دمای 140oC به مدت 24 ساعت، در دمای 900oC به مدت 2 ساعت کلسینه شدند. ویژگی های پودر سنتز شده به کمک روش های DTA/TG،XCR ، SEM و TEM به ترتیب برای بررسی محدوده دمای تشکیل فاز، تشخیص فازهای موجود در آن و بررسی خواص ریزساختاری مورد بررسی قرار گرفت. نتایج آنالیز حرارتی محدوده دمایی تشکیل فاز بدست آمده از آنالیز XRD را تایید می کند. اندازه متوسط کریستالی فاز مورد نظر که توسط روش شرر محاسبه شد، 11 nm می باشد. بر اساس نتایج SEM و TEM ورفولوژی کروی گزارش شده است.

در این مقاله اثر افزودن زیرکونیای پایدار شده با ایتریا و سیلیکون کارباید بر پایداری فیزیکی نسوزهای پایه منیزیتی (‏MgO‏) در برابر فولاد مذاب ارزیابی شد. به این منظور رسوب همزمان برای تولید پودرهای سرامیکی 2MgO-ZrO و 2-MgO-ZrO3O2Y پیش ساز انجام شد. سپس این ترکیبات با استفاده از روش های تحلیلی متنوعی از جمله پراش لیزر QELS (شبه الاستیک پراکندگی نور)، XRD، BET و SEM مورد ارزیابی قرار گرفته و میزان پایداری آنها در برابر مذاب در کوره های ذوب فولاد بررسی شد. از روش ویکرز برای تعیین سختی سرامیک متخلخل حاصل از پودرهای سنتز شده استفاده شد. پودرهای نانومقیاس با سطح مشخصی که بیش از 60 متر مربع در گرم بود ایجاد شد. مشخص شد که افزایش سختی سرامیک ها با ادغام 3O2Y تسهیل می شود و همچنین با این عمل به تثبیت کل فاز بلور مکعبی کمک می گردد. ‏

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (pdf) مراجعه فرمایید.

در پژوهش حاضر، بهینه سازی پارامترهای موثر در فرآیند ریخته گری نواری برای تولید فیلم ضخیمی از ترکیب زیرکونیای تثبیت شده با ایتریا (YSZ8)، جهت استفاده به عنوان الکترولیت جامد در پیل های سوختی اکسید جامد (SOFC) مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور، طراحی تاگوچی با در نظر گرفتن خصوصیاتی از دوغاب و فیلم ایجاد شده شامل ویسکوزیته دوغاب و دانسیته خام نمونه های تولیدی و متغیرهایی نظیر درصد فاز جامد، درصد چسب و نسبت پلاستیسایزر به چسب، استفاده شد. نتایج حاکی از آن است که درصد فاز جامد بیش ترین تاثیر را بر ویسکوزیته دوغاب و دانسیته خام دارد. لذا دوغابی حاوی حداکثر فاز جامد ممکن (65 درصد وزنی دوغاب) با درصدی مناسب از چسب (6 درصد وزنی فاز جامد مورد استفاده) و پلاستیسایزر (معادل درصد چسب مورد استفاده) که ویسکوزیته قابل قبولی را ایجاد نماید، می تواند به عنوان دوغاب بهینه انتخاب شود. سپس نمونه تولید شده در شرایط بهینه، در دمای 1450oC مدت 2 ساعت سینتر گردید. دانسیته نهایی نمونه سینتر شده معادل 97 درصد دانسیته تئوری تعیین شد. هدایت یونی نمونه سینتر شده به روش طیف نگاری امپدانس در محدوده دمایی 300 تا 800 درجه سانتی گراد اندازه گیری و معادل 1.088×10-5 (W.cm)-1 در دمای 300oC و 2.27×10-2 (W.cm)-1 در دمای 800oC تعیین شد.