تاثير عمليات حرارتي، نورد گرم و آندايزينگ بر رفتار خوردگي آلياژ زيست سازگار منيزيم حاوي روي، كلسيم و عناصر نادر خاكي

The Effect of Heat-Treatment, Hot-Rolling and Anodizing on Corrosion Behavior of Biocompatible Magnesium Alloy Containing Zinc, Calcium and Rare Earth Elements

در اين پژوهش اثر عمليات حرارتي همگن‌سازي و عمليات مكانيكي نورد گرم بر ريزساختار و رفتار خوردگي آلياژ پايه منيزيم سازگار با محيط بدن حاوي روي، كلسيم و عناصر نادر‌خاكي، مورد بررسي قرار گرفته‌است. در ادامه به منظور بهبود خواص خوردگي، فرايند آندايزينگ با استفاده از روش HAE، در 3 چگالي جريان و 2 زمان مختلف روي هريك از نمونه‌ها انجام شد و لايه‌ي اكسيدي حاصل توسط ميكروسكوپ الكتروني روبشي مورد مطالعه قرار گرفت. آزمايش خوردگي در محلول PBS، در دماي 37 درجه سانتي‌گراد و به روش غوطه‌وري انجام گرفت و كاهش وزن نمونه‌ها اندازه‌گيري شد. نتايج به دست آمده نشان داد كه عمليات حرارتي همگن‌سازي سبب يكنواخت شدن ساختار و بزرگ شدن اندازه دانه شده و تأثير مطلوبي بر مقاومت به خوردگي آلياژ داشته و باعث كاهش 20 درصدي نرخ خوردگي شده است. فرايند نورد داغ انجام شده نيز سبب افزايش اندازه دانه و همچنين كاهش 9 درصدي نرخ خوردگي شده‌است. همچنين فرايند آندايزينگ به طور كلي تأثير مطلوبي بر خواص خوردگي نمونه‌ها داشته و در بهترين شرايط مشاهده شده، كاهش 80 درصدي در نرخ خوردگي را همراه داشته‌است. تأثير زمان و چگالي جريان اعمالي فرايند آندايزينگ نيز مورد مطالعه قرار گرفت كه نتايج حاصل براي هريك از نمونه‌ها تأثير متفاوتي را نشان داده‌اند.

In this paper, the effects of anodizing, solution heat-treatment and hot-rolling on microstructure and corrosion behavior of a biocompatible magnesium alloy containing Zn, Ca, and rare earth elements (REEs) were investigated. The anodizing process using HAE method in 3 various current densities and 2 different times was performed on each of the specimens. The corrosion resistance of samples was evaluated by immersion test in PBS solution at 37 ° C. The resulting oxide film were studied by scanning electron microscopy and the weight loss of the specimens was measured after eliminating the oxide residues. The results showed that a uniform structure with increased grain size is made by solution heat-treatment. This treatment had a favorable effect on the corrosion resistance of the alloy and reduced the corrosion rate by 20%. The hot-rolling process likewise increased grain size and reduced the corrosion rate by 9%. Also, the anodizing process generally had a favorable effect on the corrosion properties of the specimens and in the best condition, caused 80% reduction in the corrosion rate. The effect of time and applied current density of the anodizing process was also studied. Results showed different effects for each of samples.