اثر دماي تف جوشي روي خواص كامپوزيت تيتانيوم ـ آلومينا ـ هيدروكسي‌آپاتيت ساخته شده به روش تف‌جوشي پلاسماي جرقه‌اي

Effect of Sintering Temperature on the Properties of Titanium-AluminaHydroxyapatite Composite Prepared by Spark Plasma Sintering

در مقاله پيش‌رو، روش تف جوشي پلاسماي جرقه‌اي براي توليد كامپوزيت سه تايي Ti-Al2O3-HA استفاده شد. بدين منظور پودرها تحت فشار MPa 40 در دماهاي 1200 و 1300 درجه سانتي‌گراد به مدت 5 دقيقه سينترشدند. مشخصات ميكروساختاري با كمك ميكروسكوپ الكتروني روبشي بررسي شد. به ‌منظور بررسي خواص نمونه‌ها آزمون‌هاي سنجش دانسيته، سختي، امپدانس الكتروشيميايي و پلاريزاسيون انجام شد. نتايج نشان داد كه با افزايش دماي تف جوشي ازºC 1200 به ºC 1300 در ساخت كامپوزيت‌ Ti-Al2O3-HA، با توجه به بهبود سينترينگ، دانسيته نمونه‌ها افزايش و تخلخل ظاهري كاهش مي‌يابد. از طرفي با افزايش دما، سختي نمونه‌ها از HV 528 به HV 612 افزايش يافت. نتايج آزمون امپدانس الكتروشيميايي نشان داد با افزايش دماي سينترينگ مقاومت پلاريزاسيوني نمونه از Ωcm2 222 به Ωcm2 996 بهبود يافته است. علاوه بر اين دانسيته جريان خوردگي بر اساس آزمون پلاريزاسيون الكتروشيميايي از μA/cm2 35/16 به μA/cm2 47/1 تقليل پيدا كرد. بهبود مقاومت به خوردگي به كاهش تخلخل و تشكيل فيلم پسيو مقاوم‌تر روي سطح نمونه با افزايش دماي سينترينگ نسبت داده شد.

In the present study, spark plasma sintering (SPS) technique was used to fabricate Ti-Al2O3-HA composite. Powders were sintered at 40 MPa pressure for 5 min at 1200 and 13000C. Microstructural characterisation was carried out using scanning electron microscopy (SEM). Density, hardness, electrochemical impedance and polarization test were performed to evaluate the properties of the samples. The results showed that by increasing the sintering temperature from 1200 to 1300 0C the density of the samples increases and the apparent prosity decreases. Also with increasing temperature the hardness of the samples increased from 528HV to 612HV. The result of electrochemical impedance test showed the polarization resistance of the sample enhanced from 222 Ωcm2 to 996 Ωcm2 . Furthermore, according to polarization measurements, the corrosion current density was reduced from 16.35 μA/cm2 to 1.47 μA/cm2 . The improvement in the corrosion resistance was attributed to the reduction of prosity and the formation of stronger passive film on the sample surface with increasing sintering temperature.