پوشش دو لایه HA/TiO2 بر روی زیرلایه Ti-6Al-4V به روش کند و پاش مگنترون RF

در تحقیق حاضر، لایه‌هایی از HA ، TiO2 و HA/TiO2 با روش کند و پاش مگنترون AC و DC بر روی زیرلایه Ti-6Al-4V پوشش داده شدند. در این جا با تعیین پارامترهای بهینه پوشش‌دهی که برای هیدروکسی آپاتیت توان W 175 و برای تک لایه تیتانیا نسبت آرگون به اکسیژن (Ar/O2) 70/30 بود، نمونه دو لایه HA/TiO2 پوشش‌دهی گردید. به منظور بررسی فازهای تشکیل شده، مورفولوژی و زبری سطح به ترتیب از پراش اشعه ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) بهره گرفته شد. همچنین اثر دما در عملیات حرارتی بر رشد لایه هیدروکسی آپاتیت مورد بررسی قرار گرفت. با غوطه‌وری نمونه‌ها درون مایع شبیه‌سازی بدن (SBF) آزمایش خوردگی نیز انجام شد. نتایج XRD وجود فازهای HA و TiO2 را در پوشش‌های مربوطه تائید می‌کنند. ضمن این که مشاهده گردید با انجام عملیات حرارتی بر روی نمونه چند لایه، پیک‌های مربوط به HA رشد داشته و نیز مقاومت به خوردگی بهبود یافته است؛ به طوری که شاخص دانسیته جریان خوردگی از مقدار mA.cm-2 041/0 برای نمونه تک لایه هیدروکسی آپاتیت، به مقدار  015/0 ،  007/0 و 003/0 به ترتیب برای نمونه‌ با پوشش چند لایه عملیات حرارتی نشده و نمونه‌های چند لایه عملیات حرارتی شده در °C 500  و °C 800 کاهش یافت. بدین ترتیب نمونه چند لایه عملیات حرارتی شده در °C 800 بهترین مقاومت به خوردگی را دارا بود. همچنین تصاویر SEM حاکی از تشکیل لایه نازکی از HA و TiO2 با ضخامتی در حدود nm 300 دارد. داده‌های AFM بیان می‌دارند که زبری سطح زیرلایه بدون پوشش با اعمال پوشش‌های تک لایه HA و TiO2 و چند لایه HA/TiO2 بهبود یافته است. طبق این داده‌ها نمونه‌های تک لایه TiO2 و HA زبری سطح تقریباً یکسان (در حدود  64) داشتند. در مورد نمونه چند لایه عملیات حرارتی نشده، عدد  5/73 بهبود خوبی در زبری سطح را نشان می‌دهد. برای چند لایه عملیات حرارتی شده در °C 800 این عدد به شدت افزایش یافته و شاهد رشد شدیدی بوده است که نشان از اثر بسیار مثیت انجام عملیات حرارتی بر خواص سطحی پوشش‌ هیدروکسی آپاتیت می‌باشد..

کلیدواژه ها:

Hydroxyapatite ، Thin Films ، Ti-6Al-4V ، Magnetron Sputtering. ، هیدروکسی آپاتیت ، لایه نازک ، Ti-6Al-4V ، کند و پاش مگنترون