بررسي اثر فرآيند تركيبي ليزر و هيدروترمال بر مورفولوژي ساختار سطح نمونه هاي تيتانيمي نوع 2

Investigating the effect of a combined laser and hydrothermal process on the morphology and surface structure of grade 2 titanium specimens

هدف از تحقيق حاضر بررسي اثر اصلاح سطح انجام شده توسط فرآيند تركيبي ليزر فيبري و هيدروترمال بر هندسه سطح و ايجاد ساختار نانو مقياس بر روي نمونه هاي تيتانيمي نوع 2 است. بررسي مورفولوژي و مشخصه يابي هندسه سطح (ارزيابي پارامترهاي زبري شامل Ra, Sa, Sq, Sku, Ssk, PSD) نمونه ها بترتيب توسط ميكروسكوپ الكتروني FE-SEM و ميكروسكوپ كانفوكال همراه با نرم افزار تجزيه و تحليل سطح Gwyddion انجام گرفت. نتايج بررسي مورفولوژي سطح نمونه ها پس از اصلاح تركيبي نشان داد كه ساختار سطحي بدست آمده داراي هندسه نانو مقياس است كه بر روي ميكرو زبري هاي بوجود آمده پس از اصلاح ليزري ايجاد شده است. تجزيه و تحليل هندسه سطح نمونه ها نشان داده است كه پارامترهاي Ra, Sa, Sq و PSD (پراكندگي توزيع زبري ها نسبت به مقدار ميانگين) با افزايش فركانس ليزر كاهش مي يابد. ارزيابي پارامترهاي Sku و Ssk نيز منحني توزيع پهن از زبري ها را بهمراه ايجاد دره هاي عميق نشان داده است.

This research is deal with investigate the effect of surface modification by the combination of fiber laser engraving and hydrothermal process on surface topography and morphology of grade 2 titanium specimens. The surface topography (evaluation of roughness parameters including Ra, Sa, Sq, Sku, Ssk, PSD) of specimens was perfomed by FE-SEM and laser confocal microscope respectively. The results showed a regular hierarchical nano/microstructure surface topography. In hydrothermal process, lint-like nano-scale structure was formed on the micro-roughnesses obtained after the laser modification. The hierarchical surface structure could effectively improve the osseointegration of Ti specimens. Topography analysis of the specimen s surface showed that the parameters Ra, Sa, Sq and PSD decreased with increasing laser frequency. The evaluation of Sku and Ssk parameters has also shown a broad distribution curve of roughness with the creation of deep valleys.