مواد و ساخت پیشرفته

پیشرفتهای اخیر روی کاربردهای بیولوژیکی مانند تعویض مفصل مصنوعی، به منظور ایجاد رفتار سطحی قابل اعتماد برای افزایش طول عمر آنها متمرکز شده است. با توجه به این دیدگاه، تلاش های فزاینده ای برای افزایش مقاومت سایش آلیاژهای تیتانیوم که به طور گسترده در اتصالات مصنوعی استفاده می شود و قابلیت اطمینان مکانیکی سرامیک های شکننده TiC انجام شده است. اما تاکنون برنامه های تحقیقاتی اغلب با واقعیت مطابقت نداشته اند. اگر روکش نازک سرامیکی TiC بر روی آلیاژ Ti6Al4V با چقرمگی بالا که به طور گسترده در کاربردهای بیولوژیکی استفاده می شود، ایجاد شود، می توان از قابلیت اطمینان مکانیکی بالا و مقاومت در برابر سایش برخوردار بود.

در تحقیقات اخیر، پوشش مقاوم به سایش  Bioinert TIC روی سطح بستر Ti6Al4V از طریق روکش لیزری با استفاده از پودر نانو سرامیک TiC تهیه شده است. و بر اساس آن مکانیسم تشکیل پوشش های سرامیکی ساخته شده توسط روکش لیزری با استفاده از نانو ذرات سرامیکی TiC پیشنهاد شده است و ویژگی های ریزساختار پوشش سرامیکی TiC با جزئیات مورد بررسی قرار گرفته است. علاوه بر این، مکانیسم ذوب سریع نانوذرات TiC و مکانیسم تشکیل ریزساختار پوشش و خواص سایشی و زیست سازگاری آن نشان داده شد. نانوذرات TiC اصلی به دلیل اثر کوچک نانوذرات و اثر ترمودینامیکی پرتو لیزر پرانرژی، کاملاً ذوب و جامد شده و باعث ایجاد پوشش سرامیکی دندریتی TiC می شوند.

نشان داده شده است این پوشش خواص زیست سازگاری قابل توجهی نسبت به بستر آلیاژ تیتانیوم ارائه می دهد و پوشش ایجاد شده بر چسبندگی، گسترش و تکثیر سلولی تاثیر نمی گذارد. مقاومت در برابر سایش و زیست سازگاری پوشش سرامیکی TiC ساخته شده با روکش لیزری سه برابر بیشتر از بستر Ti6Al4V است.

نهایتا پیشنهاد شده  است پوشش TiC بر پایه تیتانیوم ممکن است کاربرد بالقوه ای در سطوح مفصلی مصنوعی و سایر ایمپلنت ها با مقاومت بالا در برابر سایش داشته باشد.

منبع:

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0257897221008094