نانوشیشه زیست فعال هم به عنوان پرکننده استخوان و هم به عنوان پوشش بر روی ایمپلنتهای پزشکی استفاده می شود. این ماده با تشکیل یک لایه هیدروکسی آپاتیت با بافت زنده پیوند برقرار می کند. هدف از این تحقیق، تهیه نانوشیشه زیست فعال با روش سل-ژل و بررسی زیست فعالی آن در یک محیط بیولوژیکی می باشد. دو روش متفاوت در تبرید (quenching) نانوشیشه های سنتز شده اعمال شد تا اثر آن بر خواص نانوشیشه های زیست فعال بررسی شود. زیست فعالی نانوشیشه ها با قرار دادن آنها در غلظتهای متفاوت mg/ml 20-0 از پروتئین ّآلبومین سرم گاوی (bsa) به عنوان محیط بیولوژیکی بررسی شد. نانوشیشه های زیست فعال سنتز شده قبل و بعد از قرار گرفتن در محیط بیولوژیک توسط آنالیزهای میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem)، میکروسکوپ الکترونی عبوری (tem)، طیف سنج پراش اشعه ایکس (xrd) و طیف سنجی مادون قرمز (ftir)، مورد ارزیابی قرار گرفت. تصاویر sem نشان دادند که مورفولوژی نانوشیشه های زیست فعال سنتزشده طی دو عملیات تبرید متفاوت کاملا تغییر کرده است. تصاویر tem نشان دادند که اندازه متوسط نانوذرات سنتز شده 40-20 نانومتر می باشد. آنالیزهای xrd و ftir وجود یک لایه هیدروکسی آپاتیت را نشان دااده و از این رو زیست فعالی پودرهای نانوشیشه های به دست آمده تأیید شد.

فرایند متالورژی پودر روشی برای ساخت و تولید قطعات فلزی و سرامیکی است. که اساس آن بر فشردن مواد پودری به شکل مورد نظر و زینتر (تف جوشی) می باشد. جاذبه های گسترده این فرآیند و محصولات تولید شده از آن منجربه استفاده ی روزافزون آن درساخت قطعات مهندسی به ویژه درصنعت خودروگردیده است. در این تحقیق به بررسی عملی اثرگذاری فشار پرس اعمالی بر رفتار مغناطیس و سایر عوامل در ساخت قطعه مغناطیس نرم مورد استفاده در رینگ سنسور سیستم ترمز ضد قفل خودرو پرداخته میشود. در این راستا از پودر آهن با خلوص بالای 98% ساخته شده به روش(افشانشی) اتمیزاسیون مربوط به شـرکت سـوئدی hoganas استفاده شده و تحت فشارهای مختلف 320, 360, 400وmpa 500 فشرده سازی شده و نمونه هایی با چگالی های 55/6, 60/6 ,71/6 و3gr/cm96/6 ساخته شد. سپس در دمای 1120 درجه سانتیگراد تف جوشی می شود. ریز ساختار به وجود آمده فریتی- پرلیتی بوده است که توسط میکروسکوبهای نوری و الکترونی روبشی(sem) متالوگرافی گردیده است. با افزایش فشار پرس چگالی نمونه افزایش می یابد. افزایش چگالی سبب کاهش ماند مغناطیس وچگالی شار مغناطیسی می شود همچنین نتایج نشان داده است که میزان فشار بالای 360 مگا پاسکال برای تولید این قطعه مورد نیاز است.

چکیده: استخوان یک نانوکامپوزیت واقعی است که از دو فاز آلی(کلاژن) و غیرآلی(نانوهیدروکسی آپاتیت) تشکیل شده است. ترکیب هیدروکسی آپاتیت با پلیمرهای آلی یکی از مباحث مورد توجه در مهندسی بافت محسوب می شود. در این مطالعه نانوهیدروکسی آپاتیت و کامپوزیت های آن شامل 2، 4 و 6 درصد وزنی از کیتوزان با روش هیبریداسیون درجا سنتز شده است و سپس برای مطالعات بافت شناسی بر روی استخوان کاروالیای موش صحرایی در روز های 7، 30 و 60 بررسی شده است. برای بررسی ساختار کریستالی و تعیین گروههای عاملی بترتیب از آزمونهایxrd و ftir استفاده شده است. برای مطالعه مورفولوژی و بررسی ریزساختار از آزمونهای sem و afm بهره گرفته شده است. نتایج حاصل از فرمول شیرر در xrd نشان می دهندکه اندازه ذرات در هیدروکسی آپاتیت خالص و در کامپوزیتهای آن همگی کمتر از 50 نانومتر بدست آمده اند. نتایج حاصل از بررسی سطحی گویای این مطلب هستند که با افزایش مقادیر کیتوزان تجمع ذرات روی سطح افزایش می یابند و زبری سطح نیز فزونی می یابد. نتایج حاصل از هیستومورفومتری نشان می دهند که میزان بازسازی استخوان در هیدروکسی آپاتیت خالص 57.267% و در کامپوزیت های آن بترتیب 50.840% ، 48.020% ، 46.530% و برای گروه کنترل نیز 5.67% بدست آمده اند. در نهایت نتایج حاصل از تست مکانیکی نیز حاکی از قابل قبول بودن این مواد بعنوان موادجایگزین استخوان است. کلمات کلیدی: هیدروکسی آپاتیت/کیتوزان نانوکامپوزیت، زیست فعالی، مهندسی بافت، بازسازی استخوان، استخوان کاروالیای موش صحرایی.

یکی از شکستگی های شایع در اسکلت بدن، شکستگی استخوان ران می باشد که به انواع گوناگون تقسیم می شود. یکی از دلایل مهم شکستگی، طول زیاد آن به عنوان بلندترین استخوان بدن انسان می باشد که البته از آنجا که استخوان ران پا، یکی از اصلی ترین اعضا در تحمل نیروی وزن بدن است بنابر این سلامت آن برای ادامه زندگی انسان از اهمیتی بالایی برخوردار است. یکی از شکستگی هایی که در این استخوان رخ می دهد مربوط به شکستگی های ایجاد شده توسط وارد آمدن ضربه های شدید به علت پرت شدگی، حوادث رانندگی و موارد مشابه دیگر به استخوان ران، می باشد که اگرچه در جوانان بیشتر به چشم می خورد ولی از نظر پزشکی به گروه خاصی بستگی ندارد. مورد دیگری که می توان به آن اشاره کرد، شکست در ناحیه گردن ران می باشد که اغلب در افراد مسن اتفاق می افتد که دلیل آن نیز کاهش شدید تراکم استخوان، بعد از سنین میان سالی است. در دنیای امروز با توجه به افزایش میانگین طول عمر و کم تحرکی در سنین مختلف که از افزایش امکانات رفاهی سرچشمه می گیرد، که هر دو از دلایل کاهش تراکم استخوان می باشند، این پدیده با سرعت چشمگیری رو به افزایش است. برای هر یک از این نوع شکستگی ها درمان خاصی پیشنهاد می شود که اغلب توط روش های تجربی بدست آمده است زیرا که پیچیدگی هندسی و خواص ناهمسانگرد این استخوان، تحقیقات را در این زمینه با مشکلات زیادی مواجه کرده است. قابل قبول ترین روش موجود درتحلیل قطعات بیومکانیکی، تحلیل به روش اجزای محدود است. هدف این تحقیق ارائه یک مدل شبیه سازی شده از استخوان ران انسان به روش تحلیل اجزای محدود می باشد. این تحلیل توسط نرم افزار انسیس 10 انجام پذیرفته است. در این پژوهش، ابتدا به چگونگی ساخت یک مدل هندسی از استخوان ران انسان به روش مدل سازی مهندسی معکوس پرداخته شده است و در ادامه با تحقیق در مورد خواص ماده استخوان و ساده سازی های موجود در آن به شبیه سازی یک مدل نیمه کامل استخوان ران و تحلیل استاتیکی آن تحت سه نوع بارگذاری مختلف اعم از بارگذاری متمرکز، گسترده به صورت کامل و بخشی گسترده پرداخته شده است و با استفاده از نتایج بدست آمده تئوری و آزمایشگاهی در مطالعات گذشته، صحت این شبیه سازی و ساده سازی های انجام گرفته، اثبات گردید. در قسمت بعد، شبیه سازی استخوان کامل ران پای انسان در هنگام راه رفتن ساده در حالت ایستاده بر روی یک پا انجام شد و به تحلیل رفتار مکانیکی آن تحت سه نوع بارگذاری، پرداخته شد و بعد از بدست آمدن نتایج و مقایسه آنها با کارهای پیشین و مراجع جدید موجود به ارائه و تصحیح چگونگی توزیع تنش، کرنش و جابجایی در نواحی مختلف آن، از جمله نواحی بحرانی در پدیده شکست بیومکانیکی پرداخته شده است.

در سال های اخیر، ایجاد پوشش های زیست فعال بر روی زیرلایه های فلزی به دلیل خواص مکانیکی و زیستی مناسب مورد توجه قرار گرفته است. در این پژوهش پوشش شیشه-سرامیک پایه کلسیم-فسفاتی با مقادیر مختلف زیرکونیم نیمه پایدار شده به عنوان افزودنی، بر روی فولاد زنگ نزن l316 به منظور بهبود خواص زیستی و سطحی به روش سل-ژل اعمال شده است. هنگامیکه شیشه تولید شده در دمای °c700 تحت عملیات حرارتی قرارگرفت، شیشه به صورت جزئی کریستالیزه شده و هیدروکسی آپاتیت رشد کرده است، که این می تواند در زیست فعالی شیشه-سرامیک تولید شده موثر باشد. با افزایش مقدار زیرکونیم نیمه پایدار شده، مقدار فاز کریستالی افزایش پیدا کرده است. نتایج نشان می دهند که با افزایش مقدار افزودنی تا 4 درصد وزنی نانوسیم هایی بر روی زیرلایه فولادی شکل گرفته اند. با افزایش بیشتر مقدار زیرکونیم نیمه پایدار شده به 6 درصد وزنی، مورفولوژی سطح تغییر کرده و نانوصفحه ها تشکیل شده اند. با استفاده از نتایج بدست آمده مدلی بر اساس نفوذ سطحی و سد انرژی برای ایجاد ساختارهای نانو ایجاد شده، ارائه گردیده و مشخص شده است که نفوذ اتمی نقش مهمی در شکل نانوساختار ایجاد شده بازی می کند. همچنین با افزایش مقدار زیرکونیم میکرو سختی از حدود 3000 مگاپاسکال در نمونه بدون افزودنی به 5000-4000 مگاپاسکال در پوشش با افزودنی زیرکونیم افزایش پیدا کرده است.

یکی از روش های درمان و بازسازی استخوان های معیوب و از دست رفته استفاده از داربست های استخوانی است. داربست ها امکان مهاجرت، رشد و تکثیر سلول های استخوانی را برای تشکیل بافت جدید استخوانی فراهم می کنند. تا بدین وسیله منطقه معیوب یا از دست رفته استخوان از نو بازسازی شود. داربست باید از لحاظ ساختار و ویژگی های مکانیکی مانند استحکام مشابه بافت استخوان باشد تا بتواند نقش خود را به درستی ایفا کند. هدف از این کار ارایه روش نوینی برای ساخت داربست استخوانی سه بعدی ازجنس پلی متیل متااکریلات (pmma) با استفاده از فرآیند سوراخ کاری با لیزر دی اکسید کربن می باشد. برای دست یافتن به این هدف آرایه ای ازسوراخ های راه به در توسط لیزری که با کامپیوتر کنترل می شد درپلیمر مکعبی شکل از جنس pmma ایجاد شد. بدین روش سه گروه داربست با درصد تخلخل %43 ، %53 و %60 با قطر سوراخ حدود µm 500 ایجاد شدند، سپس استحکام مکانیکی این قطعات مورد ارزیابی قرار گرفت. پس از این مرحله، یک لایه کامپوزیت کایتوسان-بتا تری کلسیم فسفات که یک کامپوزیت زیست فعال است، بر روی نمونه ها پوشش داده شد تا داربست از لحاظ زیستی فعال شود، به این معنا که سلول ها بتوانند درون و بیرون آن رشد کنند و تکثیر شوند. مورفولوژی سطح داربست و داربست پوشش داده شده باکامپوزیت با استفاده ازمیکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) مورد ارزیابی قرارگرفت. همچنین میزان زیست فعالی پوشش کامپوزیتی داربست توسط آزمایش کشت سلولی ارزیابی شد. نتایج حاکی ازآن بود که این روش امکان ساخت داربست های استخوانی با درصد پروزیتی کنترل شده، قطرسوراخ دلخواه و میزان تداخل داخلی بالا را فراهم می کند. ازطرف دیگر تست سلولی نشان دادکه کامپوزیت پوشش داده شده، تعامل بین سلول های استخوانی و داربست را بهبود می دهد که این امر موجب رشد هرچه سریع تر بافت جدید استخوانی می شود.

چکیده باتوجه به محدودیت ها و مضرات سوخت های فسیلی، امروزه یافتن منابع جدید وارزان قیمت برای جایگزینی این سوخت ها و روش های افزایش دهنده مقدار آن در دستور کار بسیاری از کشورها قرار گرفته است. دراین پایان نامه یک کاتالیزور ناهمگن جدید و ارزان قیمت برای تولید بیودیزل ومقایسه آن با یک کاتالیزور همگن ارائه شده است. در این پروژه ابتدا خاک سرخ هندی مورد نظر که مواد اولیه (کاتالیست) برای تولید بیودیزل بود با استفاده از آنالیز xrfشناسایی شد و با انجام عملیانی بروی آن، سنتز کاتالیست قرصهای زئولیتی نانومتخلخل انجام گرفت. بعد از سنتز قرص زئولیتی وکلسیناسیون آن، در طی فرآیند سل-ژل نانوپودرهای گاما آلومینا تولید شده و به عنوان پوشش بروی قرص ها قرار گرفت. بعد از سنتز این دو کاتالیست، جهت آنالیزهای ,xrd sem ,ftirو betبکار گرفته شده اند. نتایج کلی آنالیز ها بدین شرح بود: قرص های زئولیتی بطور عمده حاوی سیلیس بوده و دارای تخلخل هایی در مقیاس نانو می باشد. نتایج حاصل ازآنالیز پودر گاما آلومینا حاکی از آن است که نمونه عمدتاً حاوی اکسید آلومینیوم بوده وعکس ها نشان می دهند پودرها سطح قرص ها را پوشانده اند و اندازه ذرات آن در حد نانومتر وسطح ویژه آن بالاست. در مراحل بعد این کاتالیست ها به همراه کاتالیزور اسید سولفوریک وهیدروکسید پتاسیم برای تولید بیودیزل بکار گرفته شدند. برای تولید بیودیزل، ضایعات روغن تصفیه شده و به عنوان ماده اولیه برای تولید بیودیزل استفاده شد. نتایج حاصل از آنالیز محصول به این صورت است که بیشترین درصد بیودیزل حاصل از فرآیند ترانس استریفیکاسیون با کاتالیزوری قرص زئولیتی با 25 گرم از روغن وشرایط بهینه شده در 6/2% از نسبت وزنی کاتالیست به روغن، در نسبت وزنی 6/0 متانول به روغن در دمای 343 کلوین و زمان 6 ساعت از شروع واکنش، 66/46 بوده است. بیشترین درصد بیودیزل حاصل از فرآیند با کاتالیزوری قرص زئولیتی پوشیده شده با گاما آلومینا با 25 گرم از روغن، 2/2% از نسبت وزنی کاتالیست به روغن در نسبت وزنی 6/0 متانول به روغن در دمای 338 و زمان 4 ساعت از شروع واکنش، 43/86% بوده است. در مرحله سوم برای مقایسه بین کاتالیزور های همگن وکاتالیزورهای ناهمگن، استریفیکاسیون وبه دنبال آن ترانس استریفیکاسیونی انجام گرفت که بدلیل حساسیت کاتالیزورهای بازی به محتوای اسید چرب آزاد بالا،ابتدا پارامترها در فرآیند استریفیکاسیون بهینه شدند و ترانس استریفیکاسیون در مقادیر مشخصی که از مقاله ها استخراج شده بود انجام گرفت. بنابراین فرآیند استریفیکاسیون با 25 گرم از روغن، 4 ~ 64/3% از نسبت وزنی کاتالیست به روغن در نسبت مولی 8 به ا متانول به روغن در دمای 355 کلوین و زمان 3 ساعت از شروع واکنش بهینه شده و درصد تبدیل اسید چرب آزاد 87% بوده است، فرآیند ترانس استریفیکاسیون در با 25 گرم از روغن، 1% از نسبت وزنی کاتالیست به روغن در نسبت مولی 6 به 1 از متانول به روغن در دمای 338 کلوین و زمان 90 دقیقه از شروع واکنش انجام شد که بازده آن 66/96% بوده است.

سیمان دندانی mineral trioxide aggregate (mta) بسیاری از خواص یک ماده ی پرکننده ی ریشه ی دندانی را دارا می باشد. با این حال، زمان گیرش طولانی و کاربری سخت آن، سبب شده تا استفاده از این ماده محدود گردد. در این تحقیق به منظور بهبود خواص گیرشی و کاربردی این ماده از ماده ی بیوپلیمری کایتوسان استفاده شد و بیوکامپوزیتی زیست فعال ساخته شد. به این منظور، کایتوسان با درصدهای متفاوت به محلول 8% اسید سیتریک اضافه شد و سپس بخش پودری سیمان که شامل سیمان پرتلند، اکسید بیسموت و تری کلسیم فسفات بود، به نسبت 3 به 1 به بخش مایع اضافه گردید. تأثیر محلول های با غلظت های متفاوت کایتوسان روی خواص گیرشی و کاربردی سیمان mta مورد بررسی قرار گرفت. زمان گیرش سیمان ها توسط سوزن گیلمور اندازه گیری شد. در نهایت نمونه ها به مدت 1، 7 و 14 روز در محلول شبیه سازی شده ی بدن قرار گرفتند و آزمایشات xrd، sem و eds برای مشخص کردن فازهای تشکیل شده ی سیمان در طی این مدت انجام گرفت. آزمایش icp نیز به منظور بررسی میزان رهایش یون کلسیم از سیمان به درون محلول شبیه سازی شده ی بدن انجام شد. تغییرات ph محلول ها نیز طی مدت نگه داری سیمان ها در محلول شبیه سازی شده بدن اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که نمونه های کایتوسانی شکل پذیری و کاربری بسیار بهتری نسبت به نمونه های بدون کایتوسان از خود نشان دادند. مطابق نتایج مشاهده شد که با افزایش غلظت کایتوسان در محلول مایع، زمان گیرش سیمان به شدت کاهش می یابد. هم چنین افزایش میزان کایتوسان تشکیل لایه ی سطحی هیدروکسی آپاتیت را بر روی سطح سیمان ها بیشتر می کند. میزان زیاد رهایش یون کلسیم و تغییرات ph در محدوده ی قلیایی نیز موید این نتایج بودند و نشان دادند که سیمان جدید دارای خاصیت ضدباکتریایی قوی است. با جمع بندی این نتایج دریافت شد که افزودن کایتوسان سبب کاهش شدید زمان گیرش سیمان، بهبود خواص کاربری، افزایش زیست فعالیت و نیز افزایش خاصیت ضدباکتریایی سیمان می شود. کلمات کلیدی: سیمان mta، کایتوسان، سیمان پرتلند، هیدروکسی آپاتیت، تری کلسیم فسفات، زمان گیرش، زیست فعالیت.

شیشه-سرامیک های زیست فعال، توانایی ایجاد پیوند شیمیایی با بافت زنده استخوان، از طریق تشکیل لایه آپاتیت مانند بر سطحشان را دارند. هدف این پژوهش، تهیه و مشخصه یابی شیشه-سرامیک زیست فعال در سیستم (64-x) sio2-31cao-5p2o5-xzno (x=0, 4, 8, 12) به روش سل-ژل می باشد. پودر نانو شیشه-سرامیک های زیست فعال تهیه شده، پرس شده و به شکل دیسک هایی آماده شدند تا در آزمایش برون تنی در محلول شبیه سازی شده با بدن (sbf) به مدت 7 و 14 روز قرار بگیرند و توانایی تشکیل لایه هیدروکسی آپاتیت کربناته بر سطح آن، بررسی شود. نانو شیشه-سرامیک زیست فعال تهیه شده، قبل و بعد از غوطه وری در sbf توسط آنالیز پراش پرتو x، میکروسکوپ الکترونی روبشی و میکروسکوپ الکترونی عبوری مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج حاکی از آن بود که، با افزایش مقدار zno تا 8% توانایی تشکیل لایه آپاتیتی افزایش یافته و با افزایش بیشتر آن تا 12% از این توانایی کاسته شده است. به این ترتیب، ترکیب شیشه-سرامیک زیستی حاوی %8 روی (z8) ترکیب مناسبی از نظر زیستی می باشد. شیشه-سرامیک های زیست فعال تولیدی می توانند به عنوان ایمپلنت های استخوانی و دندانی بکار روند و رشد سریع استخوان و بهبود آن را برآورده سازند.

تیتانیم و آلیاژهای آن با توجه به دارا بودن خواصی نظیر زیست سازگاری مطلوب، مقاومت به خوردگی بالا و استحکام مخصوص (نسبت استحکام کششی به چگالی) کاربرد گسترده ای بعنوان ماده ی کاشتنی در بدن را داراست. استفاده از آلیاژسازی مکانیکی بمنظور تولید پودرهای کامپوزیتی و نانوکامپوزیتی پایه ی تیتانیمی استفاده می گردد که باعث بهبود در خواص بیولوژیکی آنها می گردد. پودرهای کامپوزیتی بدست آمده به کمک روش متالورژی پودر با استفاده از تف جوشی به مواد کاشتنی متخلخل تبدیل می گردند. در روش تف جوشی، از یک سری مواد حفره زا استفاده می گردد که در حین تف جوشی از سطح ماده خارج می گردند و باعث ایجاد تخلخل در ماده ی کاشتنی می گردند. هدف از انجام این تحقیق، ساخت نانوکامپوزیت متخلخل تیتانیم – شیشه زیست فعال به روش آلیاژسازی مکانیکی و متالورژی پودر و بررسی خواص آن است. برای این منظور ابتدا به کمک روش آلیاژسازی مکانیکی پودرهای نانوکامپوزیتی تولید شده و سپس با افزودن ماده ی حفره زا، پس از پرس و تف جوشی، نمونه های متخلخل تهیه شدند. تغییرات ریزساختاری و استحکام فشاری توسط روش آنالیز پراش پرتو ایکس (xrd)، دستگاه میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem)، روش طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه (ftir) و دستگاه استحکام فشاری مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بدست آمده نشان می دهد با افزایش زمان آلیاژسازی، میزان تخلخل در نمونه های ساخته شده تا 72% افزایش یافته است. کاهش مدول الاستیک و استحکام فشاری در این نمونه ها نشان دهنده ی بهبود خواص مکانیکی بمنظور کاربرد در بدن بعنوان یک ماده ی کاشتنی است.

چکیده در کار حاضر، فرآیند های آلیاژسازی مکانیکی (ma) و عملیات حرارتی بمنظور تهیه آلیاژهای نانوساختار zn1-al6-mg و si1-zn1-al6-mg، و همچنین سنتز حالت جامد ترکیب بین فلزیmg2si بکار گرفته شد. فرآیند آلیاژسازی مکانیکی در سرعت چرخش 250 دور بر دقیقه و تا زمان 50 ساعت انجام شد. خواص حرارتی نمونه های 50 ساعت آسیاب شده توسط آنیل هم دما و آنالیز گرماسنجی افتراقی روبشی (dsc) در سرعتهای گرمایش متفاوت مطالعه گردید. ویژگیهای ساختاری و مورفولوژیکی ذرات پودری در طی فرآیندهای ma و عملیات حرارتی توسط آنالیز تفرق اشعه ایکس (xrd)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) و میکروسختی سنجی مورد مطالعه قرار گرفت. بر طبق نتایج xrd، اندازه دانه بعد از 50 ساعت آسیاکاری برای نمونه ای با si و بدون آن بترتیب برابر با 45 و 50 نانومتر محاسبه گردید. در نمونه حاوی si، پیک های تفرق مربوط به ترکیب mg2si در طی فرآیند آلیاژسازی مکانیکی شناسایی نشد. فرآیند عملیات حرارتی بعدی موجب تشکیل فاز mg2si با مورفولوژی و اندازه مناسب گشته که بطور یکنواخت در زمینه توزیع شده اند. مقادیر توان رشد دانه برای سیستم های نانوساختار zn1-al6-mg و si1-zn1-al6-mg، بترتیب برابر با 20/6 و 13/7 محاسبه گردید که بیانگر پایداری حرارتی بالا در طی رشد دانه است. همچنین نتایج سختی سنجی بیانگر بهبود خواص مکانیکی می باشد. کلمات کلیدی: آلیاژ نانوساختار منیزیم، سنتز حالت جامد mg2si، آلیاژسازی مکانیکی، پایداری حرارتی.

آلومینا یکی از معروفترین سرامیک های اکسیدی است، که کاربرد فراوانی در صنایع مختلف دارد. سرامیک های آلومینایی خواص منحصر به فردی مانند دانسیته پایین، سفتی بالا، استحکام مناسب، پایداری دمایی، مقاومت به خوردگی و مقاومت به سایش مناسب دارند. بهبود خواص سطحی در آلومینا به دلیل افزایش روز افزون در مصارف الکترونیک و پزشکی، بسیار مورد توجه قرار گرفته است، زیرا عملکرد آنها اساسا وابسته به خواص سطحی است. فرایند های مختلفی نظیر عملیات های مکانیکی (پولیش کردن، سایش، ماشین کاری التراسونیک و غیره)، فرایندهای حکاکی و استفاده از پرتوهای پرانرژی (لیزر) به عنوان ابزاری جهت اصلاح سطوح بکار می رود. در سال های اخیر عملیات های اصلاح سطح به کمک لیزر به عنوان تکنولوژی جدیدی برای بهبود خواص سطحی مواد معرفی شده اند. لیزرها می توانند به عنوان وسیله ای جهت اصلاح سطح آلومینا در تحولات ساختاری، میکروساختاری و شیمیایی به کار روند. در این تحقیق اثر توان های مختلف لیزر co2 روی براکت های ارتودنسی از جنس آلومینا سرامیک پلی کریستال بررسی شد. در ارتودنسی فاکتورهایی سطحی مانند زبری سطح اهمیت بسیاری دارد، زبری سطح می تواند بر میزان اصطکاک بین براکت و سیم ارتودنسی اثر گذاشته و طول درمان ارتودنسی را افزایش دهد. تغییرات ریز ساختاری و خواص سطحی نمونه های اصلاح سطح شده با انرژی های مختلف لیزر co2 با کمک میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) و میکروسکوپ نیروی اتمی (afm) بررسی شد. همچنین اصطکاک بین براکت و سیم ارتودنسی با استفاده از دستگاه تست یونیورسال اندازه گیری شد. نتایج sem و آنالیز واریانس یک طرفه نشان داد که اصلاح سطح با استفاده از لیزر co2 تاثیری بر اندازه دانه براکت ها نداشته است. میانگین اندازه دانه قبل و بعد از اصلاح سطح با لیزر co2 برابر µm22/0±15/6 بوده است. نیروی اصطکاک نمونه های اصلاح شده با انرژی 12 و j/cm229 لیزر co2 هیچ اختلاف معنی داری با نیروی اصطکاک نمونه شاهد ندارد. نیروی اصطکاک در براکت هایی که با انرژی 67، 86 و j/cm2110 لیزر co2 اصلاح شدند، با نمونه شاهد اختلاف معنی داری دارند. نتایج afm حاکی از آن است که افزایش انرژی لیزر ابتدا سبب افزایش و سپس کاهش زبری سطح شده است. در رابطه با اصطکاک نیز نمونه هایی که زبری کمتری دارند اصطکاک بیشتر و نمونه ها با زبری بیشتر اصطکاک کمتری دارند.

طراحی و ساخت داربست های زیستی به منظور ترمیم بافت یکی از چالش برانگیزترین روش ها در حوزه مهندسی بافت به منظور درمان و بازسازی بافت های معیوب و ازدست رفته است. داربست ها می توانند امکان مهاجرت، رشد و تکثیر سلول ها را برای تشکیل بافت جدید فراهم کنند. تا بدین وسیله منطقه معیوب یا ازدست رفته بازسازی شود. یک داربست ایده آل: 1) شبکه به هم مرتبط از کانال هاست که محیطی برای مهاجرت، تکثیر و چسبندگی سلول ها و همچنین انتقال اکسیژن، مواد غذایی و خروج پس مانده های زیستی را فراهم می کند. 2) دارای خاصیت زیست سازگاری و زیست فعال است. 3) دارای استحکام مکانیکی متناسب با بافت اطراف است. هدف از این مطالعه ارائه و بهره برداری از روش نوین و ابداعی لایه گذاری در جهت طراحی و ساخت داربست های سه بعدی زیستی استخوانی و مطالعه ساختار و ویژگی های داربست های ساخته شده با کمک این روش هست. به منظور دست یابی به شبکه ای سه بعدی از تخلخل ها، از بین طرح های پیشنهادی شش طرح انتخاب و با استفاده از فرایند برش با لیزر دی اکسید کربن کنترل شده توسط کامپیوتر بر روی لایه هایی از جنس زیست مواد پلی متیل متا اکریلات (pmma) ایجاد شد. سپس این لایه ها با کمک گرفتن از حلال های مربوطه به یکدیگر چسبانیده شدند تا ساختمان متخلخل داربست ایجاد شود. یک مدل ریاضی برای تعیین میزان تئوری تخلخل نمونه ها ایجاد گردید، ضمناً به منظور صحت سنجی مدل ها آزمون تخلخل سنجی و جهت ارزیابی استحکام مکانیکی این قطعات آزمون فشار بر روی نمونه ها انجام گرفت. شرایط مشابه آزمون فشار توسط نرم افزار المان محدود آباکوس (abaqus) شبیه سازی شد و نتایج آزمون فشار با نتایج حاصل از تحلیل به روش عددی راستی آزمایی شد. پس از این مرحله، یک لایه کامپوزیت کیتوسان- شیشه زیستی که یک کامپوزیت زیست فعال است، بر روی نمونه ها پوشش داده شد تا داربست ازلحاظ زیستی فعال شود، به این معنا که سلول ها بتوانند درون و بیرون آن رشد کنند و تکثیر شوند. همچنین میزان زیست فعالی پوشش کامپوزیتی داربست توسط آزمایش کشت سلولی ارزیابی شد. با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) سلول های تکثیرشده بر روی داربست پوشش داده شده مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج حاکی از آن بود که این روش امکان ساخت داربست های استخوانی با درصد تخلخل کنترل شده، قطر سوراخ دلخواه و میزان تداخل داخلی بالا را فراهم می کند. از طرف دیگر آزمون کشت سلولی نشان داد که کامپوزیت پوشش داده شده، تعامل بین سلول های استخوانی و داربست را بهبود می دهد که این امر موجب رشد هرچه سریع تر بافت جدید استخوانی می شود.

در این تحقیق اثر دما و زمان ناپایدارسازی آستنیت بر ریزساختار و مقاومت به سایش چدن نایهارد نوع 4 مورد مطالعه قرار گرفت. به این منظور پس از تهیه ذوب و ریخته گری، نمونه ها در چهار دمای 750، 800، 850 و c°900 به مدت یک تا شش ساعت ناپایدار شده و سپس در شرایط یکسان در هوای ساکن محیط سرد شدند. مطالعات ریزساختاری با استفاده از میکروسکوپ نوری مجهز به سیستم آنالیزگر تصویری و میکروسکوپ الکترونی روبشی و xrd انجام شد. همچنین ریزسختی سنجی و درشت سختی سنجی به روش ویکرز انجام شد. آزمون سایش به روش پین روی دیسک با استفاده از سنگ ساینده al2o3 در شرایط تنش آرام تحت نیروی n30 و سرعت خطی cm/s4 انجام شد. نمونه های سایش قبل از آزمون، تحت عملیات حرارتی برگشت در دمای c°300 به مدت 3 ساعت قرار گرفتند. نتایج نشان داد که ریزساختار ریختگی چدن نایهارد با سختی 495 ویکرز شامل 67 درصد حجمی آستنیت باقیمانده، 13 درصد حجمی مارتنزیت و 20 درصد حجمی کاربیدهای یوتکتیک m7c3 است. با انجام عملیات ناپایدارسازی، آستنیت باقیمانده به مارتنزیت و کاربیدهای ثانویه تبدیل می شود و سختی افزایش می یابد. تغییرات ناشی از این فرایند به شدت تابعی از دما و زمان ناپایداری است. با افزایش بیشتر دمای ناپایدارسازی، آستنیت کمتری به مارتنزیت تبدیل می شود. همچنین افزایش زمان سبب کاهش میزان آستنیت باقیمانده و افزایش کاربیدهای ثانویه می شود. مورفولوژی کاربیدهای ثانویه m3c با افزایش دما و زمان از لایه ای یا تیغه ای به کروی تبدیل می شوند. با توجه به نتایج آزمون سایش و مطالعات ریزساختاری، بهترین شرایط برای ناپایدارسازی آستنیت و بهبود مقاومت به سایش، دمای 800 الی c°850 به مدت 3 تا 4 ساعت است.

در این تحقیق شیشه سرامیک sio2-p2o5-cao که یک بیوسرامیک شناخته شده است بر روی آلیاژ زیرکونیم پوشش داده شد؛ این کار توسط روش سل-ژل صورت پذیرفت. در ادامه تأثیر افزودنی زیرکونیوم بر روی کیفیت پوشش بررسی شد. میزان زیست فعالی پوشش های ایجاد شده در محلول مشابه بدن sbf مورد بررسی قرار گرفت.