اعمال پوشش نانوساختار DLC بر روي سطح ايمپلنت هاي تيتانيومي با كمك فرايند پلاسما

Applied DLC nanostructured coating on the surface of titanium implants by using plasma process

پوشش هايDLC به دليل خواص مكانيكي عالي همانند سختي بالا، اصطكاك كم و مقاومت در برابر سايش داراي كاربرد بسيار وسيعي در صنايع مخصوصا صنايع پزشكي و زيست پزشكي دارد. روشهايي مختلفي همانند رسوب دهي فيزيكي از فاز بخار و رسوب‌دهي شيميايي از فاز بخار به كمك پلاسما جهت اعمال پوشش نانوساختار DLC مورد استفاده قرار مي گيرد. در اين مقاله پوشش DLC با استفاده از فرايندرسوب دهي فيزيكي از فاز بخار و گازهاي آرگون، متان و هيدروژن با مجموع دبي محفظه ۱۰۰ سي سي بر دقيقه بر سطح آلياژ تيتانيوم اعمال شده است. ابتدا گاز آرگون از دماي محيط تا دماي ۲۰۰ درجه سانتيگراد به مدت 40 دقيقه جهت اچ كردن پلاسمايي در ولتاژ 500 ولت استفاده شده و سپس در دماي 200 درجه سانتيگراد گازهاي هيدروژن و متان را وارد نموده، در ادامه پوشش دهي در ولتاژ 400 ولت و به مدت 120 دقيقه بر روي سطح آلياژ تيتانيوم اعمال شده است. سپس رفتار ساختاري، فازي و خواص مكانيكي پوشش به ترتيب با استفاده از FESEM، GIXRD و FT-IR مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان دهنده تشكيل پوشش همگن، يكنواخت و نانوساختار با ضخامت نانومتري مناسب براي كابردهاي پزشكي به عنوان ايمپلنت است.

DLC coatings are widely used in industries, especially medical and biomedical industries, due to their excellent mechanical properties such as high hardness, low friction and abrasion resistance. Various methods such as physical vapor deposition and plasma vapor deposition are used to apply DLC nanostructured coatings. In this paper, DLC coating is applied on the surface of titanium alloy using physical deposition process of vapor phase and argon, methane and hydrogen gases with a total chamber flow rate of 100 cc / min. First, argon gas from ambient temperature to 200 ° C was used for 40 minutes for plasma etching at 500 volts and then at 200 ° C, hydrogen and methane gases were introduced, then coating at 400 volts and then Applied to the surface of the titanium alloy for 120 minutes. Then the structural, phase behavior and mechanical properties of the coating were investigated using FESEM, GIXRD and FT-IR, respectively. The results show the formation of a homogeneous, uniform and nanostructured coating with a nanometer thickness suitable for medical applications as implants.