امروزه به منظور افزایش طول عمر و میزان کاربری، اکثر ابزارها و قطعات صنعتی تحت عملیات سطحی مختلفی قرار میگیرند که از جمله این فرایندها، ایجاد پوشش های نازک به روش رسوب فیزیکی بخار می باشد. پوشش های سخت نیتریدی یکی از بهترین و رایج ترین پوشش هایی هستند که در کاربردهای مختلف صنعتی از جمله به عنوان پوشش ابزار برشی و قالب های شکل دهی و ریخته گری و...مورد استفاده زیادی قرار گرفته و تاکنون تحقیقات زیادی به منظور بهبود خواص ، کاربری و نحوه اعمال آن ها صورت گرفته است. در پژوهش حاضر رفتار سه پوشش(ticr)n، crn و tin اعمال شده توسط روش رسوب فیزیکی بخار با استفاده از قوس کاتدی در دو دمای رسوب دهی 400 و 100 بر روی فولاد ابزار سردکارd6 در دو زبری متفاوت زیرلایه مورد بررسی قرار گرفت. خواص فیزیکی و مکانیکی پوشش ایجاد شده همچون ریزساختار، ضخامت،ترکیب شیمیایی، فازهای تشکیل دهنده پوشش، اندازه دانه، بافت، زبری و سختی، مورد مطالعه قرار گرفته است. شناسایی فازهای موجود در پوشش توسط روش پراش اشعه ایکس (xrd) و همچنین از میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) و آنالیز تفکیک انرژی (edx) جهت مطالعه ریز ساختار و مورفولوژی رشد و ترکیب پوشش استفاده گردید. بررسی خواص مکانیکی توسط آزمون نانو فرورونده صورت پذیرفت. همچنین در این پژوهش رفتار سایشی سه پوششtin، crn و (ticr)n مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور آزمون سایش لغزشی گلوله بر روی دیسک با استفاده از گلوله ای از جنس کاربید تنگستن بر روی نمونه های فولادی پوشش داده شده در بار های اعمالی 5 و 7 و 9 نیوتن انجام گرفت. از میکروسکوپ الکترونی روبشی و آنالیز تفکیک انرژی و میکروسکوپ نیروی اتمی (afm) جهت مطالعه سطوح سایش استفاده شد. نتایج حاصل نشان می دهد که خواص هر یک از این پوشش ها با تغییر شرایط پوشش دهی متفاوت می باشد. خواص مکانیکی ازجمله سختی، مدول یانگ و سفتی در پوشش های crn و(ticr)n وtin به ترتیب افزایش می یابد. نتایج آزمون سایش، نشان دهنده مقاومت بالاتر پوشش (ticr)n نسبت به crn و مقاومت ضعیف تر آن نسبت به نمونه tin می باشد. سایش خراشان و تریبوشیمی به عنوان مهمترین مکانیزم سایش در سه پوشش معرفی شده و همچنین سایش خستگی و ورقه ای نیز به ترتیب در پوشش ticrnو crn به عنوان مکانیزم سایشی شناخته شد.

در این پژوهش خواص فیزیکی پوشش های مس ایجاد شد به روش پاشش حرارتی مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور از پودر مس تجاری برای پوشش-دهی به روش پاشش حرارتی شعله ای با سرعت بالا با سه نسبت مختلف سوخت به اکسیژن استفاده شد. به دلیل عدم قابلیت پوشش دهی، پودر اولیه ذرات با اندازه کمتر از m? 25 حذف گردید و توزیع ذرات پودر توسط روش لیزر دیفرکشن اندازه گیری شد. پس از انجام عملیات پوشش دهی پوشش ها از سطح زیرلایه جدا شده و مورفولوژی و ریز ساختار پودر و پوشش توسط میکروسکوپ نوری و الکترونی روبشی(sem) مورد ارزیابی قرار گرفت. الگوی تفرق اشعه ایکس(xrd) پودر و پوشش ها جهت بررسی فازهای احتمالی و اثر کارسرد شدن ذرات در حین پاشش حرارتی تهیه شد. مقدار اکسیژن موجود در نمونه های پودر و پوشش نیز توسط دستگاه تعیین کننده اکسیژن مشخص شد. هدایت حرارتی پوشش هایی که از روی سطح جدا شدند در دو جهت ضخامت پوشش و موازی صفحه توسط دستگاه لیزرفلش اندازه گیری شد. هدایت الکتریکی پوشش ها نیز در دو جهت ضخامت و موازی صفحه پوشش توسط روش چهارنقطه ای(4-point probe) اندازه گیری شد. مقدار اکسیژن موجود در پوشش-ها دو برابر مقدار اکسیژن پودر اولیه اندازه گیری شد. این اختلاف به علت اکسید شدن پودر ها قبل از برخورد با زیرلایه و در هنگام عبور از شعله پاشش حرارتی می باشد. هدایت حرارتی پوشش ها در دو جهت اندازه گیری شده متفاوت بودند. آنالیز تصویری پوشش ها نشان داد علت این اختلاف متفاوت بودن تعداد مرز ها در دو جهت بوده و با تغییر دانسیته مرز در پارامتر های مختلف پاشش hvof هدایت حرارتی و الکتریکی پوشش تغییر می کند. پارامتر ضخامت میانگین اسپلت ها رابطه مستقیم با هدایت در جهات مختلف پوشش دارد و نقش اساسی در تعیین هدایت حرارتی و الکتریکی پوشش بازی می کند. هدایت حرارتی و الکتریکی پوشش پس از عملیات حرارتی آنیل در دمای °c 600 به مدت 6 ساعت افزایش قابل توجهی نشان داد و در مواردی نزدیک به هدایت حرارتی و الکتریکی مس آنیل شده شد. بررسی ساختار پوشش ها پس از آنیل حاکی از دانه های تبلور مجدد شده با اندازه بزرگتر از دانه های پودر و پوشش اولیه بوده است. همچنین آنیل موجب از بین رفتن کرنش دانه ها ناشی از عملیات پوشش دهی می گردد.

کامپوزیت سطحی پایه آلومینیم تقویت شده با ذرات درجای کوراندوم به روش واکنشگر از طریق واکنش احیاء میان مذاب آلیاژ آلومینیم و پودر اکسید مس دو ظرفیتی که به صورت لایه پوششی به جداره داخلی قالب ماسه ای اعمال گردیده است، در سطح دو گروه ریختگی آلومینیم خالص و آلیاژ آلومینیم-2/11%سیلسیم تشکیل گردید . ذرات درجای تولید شده به دلیل نبود ناخالصی ها در فصل مشترک ذره-زمینه، از ترشوندگی و کوهیرنسی خوب با زمینه برخوردار هستند که علاوه بر ارتقاء خواص مکانیکی در کامپوزیت های درجا نسبت به کامپوزیت های تقویت شده با ذرات برون جای کوراندوم، موجب بهبود و افزایش سرعت جوانه زنی از فاز مذاب می گردد. علاوه بر تشکیل ذرات تقویت کننده درجای کوراندوم، بخشی از مس حاصل از واکنش احیاء وارد شبکه کریستالی آلومینیم شده و با تشکیل آلیاژ آلومینیم-مس در سطح قطعه ریختگی، سطح قطعه قابلیت عملیات حرارتی پیدا نمود در صورتی که قسمت های داخلی تر قطعه ریختگی فاقد عملیات حرارتی پیر سختی می باشند. با اعمال عملیات حرارتی پیر سازی در شرایط 100 دقیقه انحلال در حالت جامد در دمای 535 درجه سانتی گراد و 8 ساعت پیرسازی در دمای 190 درجه سانتی گراد، رسوب ترکیب بین فلزی آلومینات مس از آلیاژ آلومینیم-مس در کنار ذرات کوراندوم، مقاومت سایشی کامپوزیت سطحی تشکیل شده در سطح آلیاژ آلومینیم-2/11%سیلسیم را ارتقاء داده ولی بهبودی در نمونه ریختگی آلومینیم خالص ایجاد نمی کند اما منجر به کاهش عمق شیارها و اندازه ذرات سایشی هر دو گروه آلیاژ ریختگی می گردد. ضخامت لایه کامپوزیتی برای آلیاژ آلومینیم-2/11% سیلسیم 75 میکرون و برای آلومینیم خالص 100 میکرون می باشد. مشاهدات میکروسکوپی از سطوح سایشی نمونه ریختگی آلومینیم خالص در قالب ماسه ای پوشش داده شد با پودر اکسید مس نشان می دهد که مکانیزم سایش از حالت چسبان به ترکیبی از مکانیزم سایش چسبان و خراشان تبدیل می شود. ولی برای آلیاژ آلومینیم-2/11% سیلسیم با تشکیل کامپوزیت سطحی تغییری در مکانیزم سایش ایجاد نمی شود و مکانیزم غالب سایش، سایش ورقه ای شدن می باشد. در ادامه اثر جریان الکتریکی بر ریزساختار و مقاومت سایشی نمونه ریختگی آلومینیم خالص و آلیاژ آلومینیم-2/11% سیلسیم بررسی گردید و در طی ریخته گری و انجماد، جریان الکتریکی مستقیم و متناوب درون نمونه ها اعمال شد. بدین منظور الکترود مثبت به قالب فلزی و الکترود منفی به مذاب متصل گردید. اعمال جریان الکتریکی به مذاب در هنگام ریخته گری موجب اصلاح ریزساختار دانه های آلومینیم و سیلسیم می گردد و با افزایش استحکام زمینه، مقاومت سایشی برای هر دو گروه آلیاژ ریختگی افزایش می یابد. بالاترین مقاومت سایشی در جریان مستقیم به وجود می آید و برای جریان متناوب، مقاومت سایشی متناسب با شدت جریان الکتریکی است. تغییر قطبیت در آلومینیم خالص تغییر محسوسی در مقاومت سایشی ایجاد نمی کند اما برای آلیاژ آلومینیم-2/11%سیلسیم، بالاترین مقاومت سایشی وقتی که مذاب به قطب منفی و قالب به قطب مثبت وصل شده است، حاصل می شود. اعمال جریان الکتریکی مستقیم علاوه بر اینکه موجب اصلاح دانه های آلومینیم و سیلسیم می شود در آلیاژ آلومینیم-2/11% سیلسیم موجب به وجود آمدن سه ریز ساختار متفاوت می گردد که شامل سیلسیم های کشیده شده در نزدیکی قطب منفی، سیلسیم های ظریف در قسمت میانی که دانه های کروی آلومینیم آلفا را احاطه کرده اند و سیلسیم های خرد شده در نزدیکی قطب مثبت می باشد. اعمال جریان الکتریکی علاوه بر اصلاح ریزساختاری موجب افزایش مقاومت سایشی برای هر دو نمونه ریختگی آلومینیم خالص و آلیاژ آلومینیم-2/11% سیلسیم در قالب ماسه ای پوشش داده شده با اکسید مس نیز می شود. در این شرایط اندازه ذرات سایشی نسبت به نمونه های ریختگی آلومینیم خالص و آلیاژ آلومینیم-2/11% سیلسیم که در قالب ماسه ای بدون پوشش ریخته گری شده اند ریزتر می باشد.

امروزه استفاده از روش های پاشش پلاسما جهت پوشش دهی انواع سرامیک های دیرگداز با توجه به نقطه ذوب بالای آن ها بسیار مورد توجه قرارگرفته است. یکی از راه های بهبود خواص پوشش های سرامیکی، بالا بردن دمای ذرات پاششی و بهبود ذوب شوندگی آنها توسط افزایش آنتالپی و انتقال حرارت جت پلاسما است که بوسیله جایگزینی گازهای متداول آرگون و هلیوم با گازهای مولکولی انجام می شود. اکسید ایتریم دارای پایداری شیمیائی و حرارتی بالائی است و تا دمای °c 2200 دچار هیچگونه تغییرات فازی نمی شود و در این حالت فاز غالب فاز مکعبی است. در این پژوهش پوشش پودر اکسیدایتریم توسط دو روش پاشش پلاسما آرگون و co2+ch4 بر روی سطح زیرلایه ای آلومینیوم از گروه 6061 ایجاد شده و برخی از خواص فیزیکی و ریزساختاری آنها مورد مقایسه قرار گرفته است. در تصاویر میکروسکوپ الکترونی پوشش ایتریا حاصل از پاشش پلاسما co2+ch4، اسپلت های تشکیل شده دارای اشکال منظم و دایره ای شکل بوده و از پهن شده گی مناسبتری برخوردار بودند و پوشش ایجاد شده از این روش دارای انسجام وپیوند بهتر بین لایه های رسوب کرده، کمتر بودن میزان تخلخل و ذرات ذوب نشده و در تهایت کیفیت بهتر ساختار نسبت به روش پاشش پلاسما آرگون بود، که دمای بالاتر ذرات ایتریا پاششی و ذوب کامل آنها و ایجاد ترشوندگی خوب بین قطرات مذاب و زیرلایه از مهمترین عوامل بهبود کیفیت ساختار بود. نتایج حاصل از انجام آزمون های آنالیز فازی، نشان از شکل گیری مقدار ناچیزی از فاز مضر مونوکلینیک در ساختار پوشش داشت که این فاز نامطلوب بدلیل تغییرات حجمی که در هنگام تبدیل به فاز مکعبی در اثر افزایش دما ایجاد می کرد باعث ایجاد عیوبی در ساختار پوشش می شد که با انجام یک مرحله عملیات حرارتی بر روی پوشش ها در دمای 1000 درجه سانتیگراد فاز مونوکلینیک حذف شد. بمنظور بررسی مقاومت فرسایش پلاسمائی پوشش ایتریا از دو سیستم زدایش خشک پلاسما کانونی و یون فعال استفاده شد و نتایج آزمون ها نشان داد که مقاومت پوشش ایتریا تولید شده توسط پلاسما گازهای co2+ch4 در محیط زدایش پلاسما کانونی با توجه به تغییرات وزن آن قبل و بعد از زدایش بهتر از پوشش های ایجادی توسظ تفنگ پلاسمای آرگون بوده است که دلیل آن را باید در کم بودن میزان عیوب ساختاری و کیفیت بالاتر پوشش در این روش پاشش پلاسما جدید دانست.

در این پژوهش پاشش حرارتی هماتیت به دو روش پاشش شعله ای و پاشش پلاسمایی انجام و از آنالیز پراش پرتو ایکس به منظور بررسی دگرگونی های فازی صورت گرفته استفاده شده است. مورفولوژی و ترکیب سطحی به ترتیب توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) و آنالیز ft-ir مورد بررسی قرار گرفته است. توانایی جذب نور پوشش های ایجاد شده توسط آنالیز drs مورد ارزیابی قرار گرفته است. مطالعات نشان می دهد که در هر دو فرایند، پوشش دو فازی از هماتیت و مگنتیت ایجاد شده است و بنابراین از تغییر پارامترهای فرایند پاشش شعله ای به منظور تاثیر دگرگونی فازی صورت گرفته بر میزان فعالیت فتوکاتالیتیکی استفاده شده است. به منظور ارزیابی میزان فعالیت فتوکاتالیتیکی از رنگ متیلن بلو استفاده شده است. نتایج نشان دهنده ی تاثیر مثبت پوشش های ایجاد شده در تخریب فتوکاتالیتیکی متیلن بلو بوده است و نمونه ی پوشش داده شده در فاصله ی پاشش 20 سانتی متر دارای بالاترین بازده بوده است. ثابت سرعت فرایند تخریب فتوکاتالیتیکی رنگ متیلن بلو برای این نمونه تحت تابش نور مریی hr-1 085/0 تعیین شده است. شکاف انرژی این پوشش با استفاده از روش تاوک ev 7/1 بدست آمده است. نیز نشان داده شده است که فرایند پاشش شعله ای می تواند نسبت به روش پاشش پلاسمایی گزینه ی مناسب تری جهت اعمال پوشش هماتیت محسوب شود. هم چنین نتایج حاصل از ارزیابی میزان فعالیت فتوکاتالیتیکی نشان می دهد که در بین عوامل موثر بر تخریب فتوکاتالیتیکی رنگ متیلن بلو (مانند ph، غلظت اولیه، شدت و طول موج نور) ph محلول و طول موج نور از موثرترین عوامل هستند.

در این تحقیق امکان سنجی استفاده از فویل های نیکلی تولید شده به روش الکتروفرمینگ در فرآیند ساخت آلتراسونیک مورد مطالعه قرار گرفت. جهت این منظور ابتدا با شناسایی و تعیین پارامترهای موثر بر فرآیند الکتروفرمینگ، فویل های نمونه ای به ابعاد (1/0×25×20 میلیمتر) تولید گردیدند. نتایج بدست آمده از تولید فویل ها بیانگر این هستند که با استفاده از محلول سولفامات نیکل بهترین حالت برای صافی سطح فویل در شرایطی حاصل شد که شدت جریان اعمالی، یه عنوان مهمترین پارامتر تحت کنترل، برابر a/dm25/2 بوده و دمای وان در حدود 35 درجه سانتیگراد تنظیم شده بود. از طرفی مشاهده شد که با کاهش دمای وان از مقدار مذکور فویل ایجاد شده گسیخته شده و همچنین کاهش یا افزایش شدت جریان اعمالی باعث کاهش کیفیت سطح فویل تولیدی شد. در مرحله بعد به اندازه گیری مشخصات فویل های تولیدی در دو بخش مشخصات حجمی و سطحی پرداخته شد. بدین ترتیب به کارگیری تست کشش به عنوان اولین گزینه برای تعیین خواص حجمی فویل های تولیدی مطرح شد. پس از انجام تست کشش نتیجه گیری شد که به دلیل ضخامت 100 تا 150 میکرومتری فویل و همچنین ازدیاد طول فویل های تولید شده به کمک محلول سولفامات مقادیر اندازه گیری شده تناسبی با مقادیر ارائه شده در مراجع برای انواع دیگر نیکل تجاری نداشته و تست کشش برای نمونه هایی با این ابعاد و مشخصات مناسب نیست. در نهایت با استفاده از مقادیر ارائه شده در مراجع معتبر برای فویل های مشابه و ساخته شده به کمک محلول سولفامات، و همچنین استفاده از روند تغییرات خواص نیکل خالص تجاری (نیکل 201)، در تقابل با افزایش دما، خواص فویل همراه با افزایش دما تخمین زده شد. از مجموعه خواص سطحی فویل، ضریب اصطکاک فویل های در تماس با یکدیگر مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور و با توجه به اینکه ضریب اصطکاک مشخصه ای تحت تأثیر پارامترهای متفاوت است طراحی و ساخت تریبومتر مناسب برای اندازه گیری ضریب اصکاک فویل همزمان با تغییرات دما در دستور کار قرار گرفت. نتیجه گیری شد که با افزایش دما تا حدود 150 درجه سانتیگراد به دلیل افزایش ازدیاد طول فویل های در تماس و در نتیجه آن لهیدگی و فرورفتگی پستی و بلندی های سطوح دو فویل که افزایش سطح تماس را در پی خواهد داشت، ضریب اصطکاک با شدت زیاد افزایش می یابد. پس از گذشتن از این دما و همزمان با شکل گیری لایه های اکسیدی بر روی سطوح فویل مقدار ضریب اصطکاک کاهش یافته و پس از رسیدن این مقدار به حدود 4/0 در دمای 200 درجه سانتیگراد شدت تغییرات کاهش یافته و تا دمای 370 درجه مقادیر تقریباً ثابتی را داشته است. در رابطه با فرآیند ساخت آلتراسونیک نیز با به کارگیری دستگاهی با قابلیت ایجاد و انتقال امواج و با ایجاد تغییرات جزئی در دستگاه برای قرارگیری دو فویل در جهت ارتعاش اعمالی، با اعمال ارتعاشی با فرکانس 20 کیلوهرتز و دامنه 10 میکرومتر بهترین نتایج حاصل شد چرا که با اعمال دامنه بیشتر فویل ها گسیخته شده و دامنه کمتر تغییر قابل توجهی را برای دو فویل قرار گرفته بر روی یکدیگر در پی نداشت. در نهایت تحت شرایط مذکور اتصال ظاهری میان دو فویل مشاهده شد ولی همانگونه که در فصل قبل نیز اشاره شد با بررسی دقیقتر به کمک میکروسکوپ اتصالی ناشی از امتزاج اتم های دو فویل در یکدیگر مشاهده نشد. دو فرضیه در توجیه این موضوع می تواند مطرح شود: 1. اتصال مشاهده شده واقعاً سطحی بوده و عملاً ایجاد اتصال با توان اعمالی امکان پذیر نمی باشد. 2. به دلیل عرض کم منطقه تماس در هنگام برش سطح تماس منطقه اتصال از بین رفته و قابل مشاهده نبوده است. به هر حال با در نظر گرفتن هر یک از دو مورد فوق محدودیت سیستم استفاده شده در عدم قطعیت نتیجه موثر بوده است لذا در قسمت پیشنهادها به تفصیل به رفع این محدودیت در ادامه این تحقیق پرداخته شده است.

با پیشرفت سریع صنعت و افزایش وسایل حمل و نقل، نقش آلاینده ها و پساب های صنعتی در آلوده کردن محیط افزایش یافته و بنابراین سلامتی بشر و محیط زیست در معرض خطر انواع مختلفی از آلاینده ها قرار دارد. لذا پالایش فاضلاب و هوای آلوده توجه زیادی را در دهه های اخیر به خود جلب کرده است، بطوریکه کاهش آلودگی های محیطی یکی از مهمترین چالش های جامعه ی علمی می باشد. از میان روش های مختلف پالایش آب و هوای آلوده، تخریب فتوکاتالیتیکی توسط نیمه هادی، یکی از این راهکارهای کارآمد می باشد. کاتالیست تحت پرتودهی نور را فتوکاتالیست گویند و مکانیزم عمل آنها بدین صورت است که پس از جذب پرتو با طول موج کمتر از لبه جذب نیمه هادی ( معمولاً uv)، الکترون های آنها از نوار ظرفیت به نوار رسانش برانگیخته می شوند که نتیجه ی آن تشکیل یک حفره مثبت (h+) در نوار ظرفیت و یک الکترون (e-) در نوار رسانش می باشد که به ترتیب خاصیت اکسیدکنندگی و احیایی دارند. این زوج الکترون-حفره پس از تماس با h2o و o2، رادیکال های آزاد اکسیژن o• و هیدروکسید oh• ایجاد می کنند. این رادیکال های آزاد، خاصیت اکسیدکنندگی بالایی داشته و قادر خواهند بود که مواد آلاینده موجود در هوا و فاضلاب را به مواد بی ضرر مانند h2o و co2 تجزیه کنند. بنابراین به طور کلی مکانیزم فتوکاتالیتیکی را می توان به پنج مرحله تقسیم بندی نمود: 1) انتقال واکنش دهنده از فاز سیال به سطح فتوکاتالیست 2) جذب واکنش دهنده 3) واکنش در فاز جذب سطحی شده 4) دفع محصولات و 5) جداشدن محصولات از فصل مشترک. tio2، zno، fe2o3، wo3، zns و sno از برجسته ترین نیمه هادی هایی هستند که بعنوان فتوکاتالیست بکار می روند. اگرچه tio2 بعنوان فعالترین فتوکاتالیست مطرح است و بیشترین تحقیقات بر روی آن صورت گرفته است، اما اغلب zno بعنوان جایگزین tio2 در مصارف فتوکاتالیتیکی مطرح می باشد. تحقیقات نشان می دهد که zno در برخی موارد مانند تخریب بعضی مولکول های آلی و رنگ ها، فعالیت فتوکاتالیتیکی بهتری را نسبت به tio2 از خود نشان داده است. از مزایای دیگر zno نسبت به tio2 می توان به قیمت کمتر و جذب کسر بیشتری از طیف خورشید اشاره کرد. عموماً از میکروپودرها بعنوان فتوکاتالیست استفاده می شود، زیرا سطح ویژه بزرگتر از یک پوشش دارند. اما در کاربردهای عملی، چندین مشکل در استفاده از میکروپودرها در فرایند فتوشیمیایی وجود دارد: 1) جداسازی کاتالیست از سوسپانسیون بعد از واکنش دشوار می باشد 2) ذرات سوسپانسیون شده مخصوصاً زمانی که در غلظت های بالا باشند، تمایل به توده ای شدن دارند 3) سوسپانسیون های دارای ذرات ریز را نمی توان به سادگی برای سیستم های جریان پیوسته بکار برد 4) در بسیاری از کاربردها امکان استفاده از پودر وجود ندارد. لذا یکی از کارآمدترین روش ها برای جلوگیری از این مشکلات فنی، اعمال پوشش فتوکاتالیست از طریق فرایندهای مختلف پوشش دهی می-باشد. روش های مختلفی جهت اعمال پوشش های فتوکاتالیتیکی مورد ارزیابی قرار گرفته است که انتخاب هریک از این روش های پوشش دهی با توجه به جنس زیرلایه، کیفیت پوشش، نوع آلودگی، محیط آلودگی (گاز یا مایع)، قیمت تمام شده و غیره صورت می گیرد. با توجه به جایگاه zno در مصارف فتوکاتالیتیکی، تحقیقات بسیار اندکی پیرامون اعمال پوشش این ماده صورت گرفته است. تابحال تنها از روش های اندکی از قبیل سل-ژل، زینکاته و آندایزینگ، لایه zno اعمال شده و فعالیت فتوکاتالیتیکی آن مورد بررسی قرار گرفته است. بکارگیری هر یک از این روش ها دارای محدودیت هایی از قبیل زمان نسبتاً زیاد برای اعمال پوشش، نیاز به عملیات ثانویه بعد از اعمال پوشش و عدم سهولت در تولید انبوه می باشد و حتی در برخی از کاربردها، امکان استفاده از این روشها وجود ندارد. استفاده از فرایندهای پیشرفته پاشش حرارتی بدلیل دارا بودن مزایایی از قبیل قیمت تمام شده نسبتاً مناسب، ایجاد پوشش های ضخیم در زمان های کم، قابلیت کاربرد برای طیف گسترده ای از مواد، کیفیت سطحی بالا، سهولت در انجام فرایند برای تولید انبوه، امکان پوشش دهی برای زیرلایه های مختلف، پوشش دهی مناطق خاص و امکان پوشش-دهی در محل، می تواند بعنوان روشی بسیار کارآمد و نویددهنده برای پوشش دهی مواد فتوکاتالیست به حساب آید.

نقص و آسیب بافت استخوانی از جمله اتفاق های معمول و مهم در زندگی روزمره انسان و درمان پزشکی است. یکی از راهکارهای معمول درمان در این گونه شرایط، پیوند زدن بافت بوده است. این راهکار درمانی معمولا با مشکلاتی از قبیل کمبود بافت اهدا کننده همراه است. برای غلبه بر این مشکل، مهندسی بافت با رویکرد تولید داربست های (فوم) سه بعدی از موادی با ترکیب مشابه بافت جایگزین گسترش پیدا کرده است تا با تحریک مکانیزم های بازسازی خود بدن، به درمان و ترمیم بافت آسیب دیده کمک کند. شیشه زیست فعال و هیدروکسی-آپاتیت از جمله بیوسرامیک های مورد استفاده در مهندسی بافت استخوان است. با وجود زیست فعالی قابل توجه این بیوسرامیک ها، کاربرد آن ها به علت خواص مکانیکی ضعیف محدود است. به تازگی فورستریت نیز به عنوان یک بیوسرامیک برای کاربردهای پزشکی پیشنهاد شده است. فورستریت با خواص مکانیکی و زیست سازگاری مناسب می تواند تا حدودی مشکلات کاشتنی های متخلخل تحت بار را برطرف سازد. هدف از پژوهش حاضر، تولید و مشخصه یابی فوم های نانوساختار فورستریتی و پوشش دهی هیدروکسی آپاتیت و شیشه زیست فعال بر روی آن ها با توجه به مزایای بیوسرامیک های نانوساختار و فرایند قالب ریزی ژل بود. به این منظور، فوم های فورستریتی به روش قالب ریزی ژل تولید شد و پوشش دهی هیدروکسی آپاتیت و شیشه زیست فعال بر روی آن ها به روش سل- ژل و در فشار پایین انجام شد. مشخصه یابی فوم های تولیدی و از جمله؛ بررسی ساختار فازی، تعیین اندازه ذرات، مطالعه ساختار فوم ها، بررسی اندازه و مورفولوژی تخلخل فوم ها، توسط تکنیک پراش پرتو ایکس (xrd)، میکروسکوپ الکترونی عبوری (tem)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) و آنالیز طیف سنجی توزیع انرژی پرتوایکس (eds) انجام گرفت. آزمون غوطه وری در محلول شبیه سازی شده بدن به منظور بررسی زیست فعالی و زیست-اضمحلالی فوم ها انجام گرفت و از روش های میکروسکوپ الکترونی روبشی، آنالیز طیف سنجی توزیع انرژی پرتوایکس برای تشخیص و تایید تشکیل لایه آپاتیت و بررسی میزان پر شدن حفرات استفاده شد. از تکنیک طیف سنجی نوری زوج پلاسمای القایی (icp-oes) برای تعیین میزان رهایش یون ها از فوم ها استفاده شد. میزان تخلخل فوم های تولیدی و رفتار مکانیکی آن ها به ترتیب با استفاده از روش ارشمیدس و اجرای آزمون های فشاری مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشانگر تولید موفقیـت آمیز فوم فورستریتی با استحکام حدود 2/7 مگاپاسکال و فوم-های فورستریتی پوشش داده شده با شیشه زیست فعال و هیدروکسی آپاتیت هر دو با استحکام حدود 5/7 مگاپاسکال بود. میزان تخلخل های -فوم های تولیدی نیز بالاتر از 75 درصد، اندازه دانه های آن ها کم تر از 50 نانومتر و اندازه حفرات آن ها بین 60 تا 320 میکرومتر بود. مشاهده شد که با پوشش دهی فوم های فورستریتی استحکام فشاری آن ها به دلیل کاهش ابعاد و درصد تخلخل ها، افزایش جزئی پیدا می کند. ازسوی دیگر، نتایج آزمون غوطه وری در محلول شبیه سازی شده بدن، زیست فعالی و زیست اضمحلالی بهتر فوم های پوشش داده شده را نسبت به فوم فورستریتی بدون پوشش نشان داد. جمعبندی حاکی از آن بود که با پوشش دهی فوم فورستریتی می توان به خواص مکانیکی و زیستی بهینه برای کاربردهای پزشکی دست یافت.

یکی از پر مصرف ترین آلیاژهای تیتانیوم، ti-6al-4v است. قطعات ti-6al-4v مورد استفاده در صنعت معمولاً از روش های مرسوم تولید مانند ریخته گری و فورجینگ تهیه می شوند. به خاطر محدودیت های تولید این آلیاژ، کاربرد آن برای مصارف خاص در قطعات پیچیده عملاً محدود می شود. روش های تولید ساختارهای پیچیده توسط فرایندهای پوشش دهی نظیر پاشش پلاسمایی تحت خلاء، می تواند این محدودیت را تا حدودی برطرف نماید. ویژگیهای فیزیکی و مکانیکی ساختارهای پاشش پلاسمایی شده تحت خلاء نسبت به قطعات تهیه شده از روش-های مرسوم، به علت ریزساختار منحصر به فردی که دارند، کاملاً متفاوت است. علت این تفاوت می تواند ناشی از وجود تخلخل، مرزهای بین لایه ای و عیوب داخلی باشد. بنابراین برای حصول به خصوصیات مکانیکی و فیزیکی مطلوب، باید مقدار تخلخل و عیوب داخلی کاهش یابد، مرزهای بین لایه ای حذف شوند، و ترکیبات فاز بهینه از طریق عملیات حرارتی به دست آید. جهت دستیابی به فرایند عملیات حرارتی مناسب نیاز به مطالعه رفتار سینتیکی این ساختار منحصر به فرد در دمای بالا بود. در این پژوهش، سینتیک استحاله های جوانه زنی و رشد حالت جامد در ساختارهای آلیاژ ti-6al-4v تولیدی توسط فرایند پاشش پلاسمایی تحت خلاء بررسی شد. مطالعه سینتیک استحاله ها با استفاده از تئوری jma انجام گرفت. یکسان نبودن وابستگی ثابت سرعت استحاله به دما در این آلیاژ باعث ایجاد بی قاعدگی در دمای c ْ900 شد که نشان دهنده تفاوت مکانیزم استحاله در بالا و پایین این دما است. در دماهای کمتر از c ْ900 شیب ثابت خطوط حاکی از عدم تغییر مکانیزم استحاله شامل جوانه زنی همگن و رشد فاز ? است. در دماهای بیشتر از c ْ900 گرایش واضح برای تغییر شیب، حاکی از تغییر مکانیزم استحاله است. مکانیزم اول تشکیل مرزدانه فاز ? و مکانیزم دوم جوانه زنی صفحات ? و رشد از مرزهای دانه است. مقدار ثابت سرعت استحاله در مطالعه سینتیکی قطعات ti-6al-4vتولیدی به روش پاشش پلاسمایی بسیار بزرگتر از روش ریخته گری است. این نشان دهنده بیشتر بودن سرعت استحاله در روش پاشش پلاسمایی است. توسط نتایج حاصله از سینتیک استحاله فاز ???+? در دماهای متفاوت، نمودار زمان-دما-استحاله (ttt) آلیاژ ti-6al-4v تولیدی توسط فرایند پاشش پلاسمایی تحت خلاء به دست آمد.

امروزه ذخیره سازی هیدروژن در هیدرید های فلزی توجه بسیاری از دانشمندان را به خود جلب کرده است. با این حال ظرفیت جذب و دفع پایین هیدروژن و خواص سنتیکی ضعیف در این مواد کاربردشان را محدود کرده است. ایجاد ساختار های فوق ریز دانه و نانوکریستال توسط روش های سنتزی مانند آلیاژ سازی مکانیکی و اسپینینگ مذاب از راهکار های مورد مطالعه در بهبود خواص هیدرید های فلزی به شمار می رود. در این پژوهش به بررسی و مقایسه ی روش پلاسما اسپری تحت خلأ، به عنوان روشی جدید در سنتز این آلیاژ ها، با روش های ذوب القایی تحت خلأ و روش آلیاژسازی مکانیکی پرداخته شد. آلیاژ مورد بررسی آلیاژ ti1-xzrxmn2-y-zvycrz بود که مقادیر ضرایب استوکیومتری آن از روش طراحی آزمایش طرح مرکب مرکزی (ccd) تعیین شد. نمونه-های طراحی آزمایش با استفاده از روش آلیاژسازی مکانیکی سنتز و توسط آزمون گالوانواستاتیک در سه سیکل مورد بررسی قرار گرفت. توسط بهینه سازی ترکیب پس از طراحی آزمایش، ضرایب استوکیومتری بهینه برای آلیاژ به صورت x=0.28، y=0.6 و z=0 بدست آمد. نتایج آنالیز xrd و sem بر روی نمونه های تولید شده به روش ذوب القایی تحت خلأ، آلیاژسازی مکانیکی و پلاسما اسپری نشان داد که تمامی نمونه ها از دو ساختار کریستالوگرافیکی لاوه ی c14 با ساختار هگزاگونال و محلول جامد پایه وانادیوم با ساختار bcc تشکیل شده اند. میزان فاز لاوه c14 در نمونه ی پلاسما اسپری نسبت به دو نمونه ی دیگر بیشتر بود و میزان فاز محلول جامد پایه وانادیوم در نمونه ی ذوبی دارای بیشترین مقدار تشخیص داده شد. نتایج آزمون گالوانواستاتیک بر روی نمونه های سنتز شده به سه روش، کاهش ظرفیت تمامی آن ها را با افزایش سیکل های شارژ-دشارژ نشان داد. میزان ظرفیت الکتروشیمیایی نمونه ی تولید شده به روش ذوب القایی به دلیل حضور مقدار بیشتری از فاز محلول جامد پایه وانادیوم بالاتر و ظرفیت نمونه ی تولید شده به روش پلاسما به دلیل کاهش این فاز دارای کمترین مقدار بود. همچنین از بررسی پایداری ظرفیت مشخص شد که نمونه ی پلاسما، دارای بالاترین پایداری سیکلی است. بررسی های سینتیکی واکنش های شارژ-دشارژ هیدروژن در نمونه ها توسط آزمون های امپدانس الکتروشیمیایی ، آزمون پتانسیواستاتیک و آزمون دشارژ نرخ بالا (hrd) حاکی از بهبود خواص سینتیکی در نمونه ی پلاسما بود به طوری که ضریب نفوذ هیدروژن در نمونه ی پلاسما حدود 10 برابر دو نمونه ی دیگر و دانسیته جریان تبادلی در این نمونه نسبت به دو نمونه ی دیگر بیش از دو برابر بود. ارتقای خواص سینتیکی نمونه ی پلاسما به حضور نسبی بیشتر فاز های لاوه c14 به عنوان کاتالیست و کالکتور میکرو جریان ها، و همچنین میزان بالاتری از فاز های آمورف در این نمونه در اثر سریع سرد شدن، نسبت داده شد. نتایج تست سیورت (تست گازی جذب و دفع هیدروژن) بر روی نمونه های ذوبی و آسیابکاری در دمای محیط، oc 150 و oc400 نشان داد که دمای oc 150 به دلیل تأمین همزمان شرایط ترمودینامیکی و سینتیکی لازم، بهترین دمای جذب و دفع هیدروژن است. همچنین ظرفیت جذب و دفع هیدروژن نمونه ی ذوبی در این آزمون به دلیل حضور میزان بالاتری از فاز محلول جامد پایه وانادیوم به عنوان فاز اصلی ذخیره کننده ی هیدروژن بالاتر از نمونه ی آسیابکاری بود.

اخیرا پوشش های فورستریت به عنوان یک گزینه مناسب جهت کاربردهای بیوسرامیکی مورد توجه محققین قرار گرفته است. هدف از این پژوهش، آماده سازی، پوشش دهی و مشخصه یابی پوشش فورستریت نانوساختار به روش سل-ژل بر روی فولاد زنگ نزن 316ال بود. نانوپودر فورستریت به روش سل-ژل تهیه شد و سپس ساختار فازی آن به کمک تکنیک پراش پرتو ایکس (xrd) ارزیابی شد. پوشش فورستریت با تکنیک غوطه وری سل-ژل بر روی فولاد زنگ نزن 316ال اعمال گردید. مورفولوژی و ریزساختار سطح پوشش فورستریت به کمک میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) بررسی گردید. از روش پراش پرتو ایکس (xrd) و آنالیز توزیع انرژی پرتو ایکس (edx) نیز برای مشخص نمودن ساختار فازی و عناصر موجود در پوشش استفاده شد. آزمون الکتروشیمیایی خوردگی پلاریزاسیون پتانسیودینامیکی و همچنین آزمون طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی در محلول فیزیولوژیکی شبیه سازی شده بدن به منظور مقایسه رفتار خوردگی نمونه های فولادی پوشش داده شده با فورستریت و بدون پوشش انجام گرفت. همچنین آزمون خوردگی به منظور بررسی تاثیر عملیات حرارتی دمای بالا بر روی فولاد زنگ نزن 316ال قبل و بعد از عملیات حراتی انجام شد. آزمون ارزیابی زیست فعالی بر روی پوشش های فورستریت در محلول شبیه سازی شده بدن انجام گرفت. نتایج حاکی از تشکیل پوشش نانوساختار فورستریت بدون ترک و یکنواخت به روش سل-ژل بر روی زیرلایه فولادی بود. اندازه کریستالیته پوشش-های فورستریت حاصل در حدود 40 نانومتر اندازه گیری شد. مقاومت خوردگی زیرلایه توسط پوشش بهبود داده شد و چگالی جریان خوردگی در نمونه های پوشش دار کمتر از نمونه های بدون پوشش بود. در حین پوشش دهی بخاطر اسیدی بودن محیط سل فورستریت، لایه اکسیدی تشکیل شده بر روی زیرلایه مانع از رسیدن محلول الکترولیت به زیرلایه گردید. نتایج نشان دهنده زیست فعال بودن پوشش فورستریت بود.

چکیده مهم ترین کاربرد زیرکونیم و آلیاژهای آن در رآکتورهای هسته ای است، لذا بررسی رفتار خوردگی زیرکونیم در دمای بالا در مجاورت خنک کننده ی رآکتورها از اهمیت ویژه ای برخوردار است. یکی از خنک کننده های رآکتورها، نمک های مذاب نیتراتی هستند که در دمای بالا در گستره ی وسیعی از دما به صورت مایع کاربرد دارند. در این پژوهش، رفتار خوردگی دمای بالای آلیاژ zircaloy ii در مذاب یوتکتیکی نیترات سدیم/نیترات پتاسیم به کمک آزمون های الکتروشیمیایی پلاریزاسیون تافل، طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی و موت-شاتکی بررسی شده است. بدین منظور، یک سل الکتروشیمیایی مجهز به سیستم حرارت دهی ساخته شد. یوتکتیک نمک های نیترات سدیم و نیترات پتاسیم با نسبت50 :50 (شرایط یوتکتیک) به عنوان الکترولیت مورد استفاده قرار گرفت. آزمون های پلاریزاسیون تافل جهت بررسی رفتار خوردگی آلیاژ zircaloy ii در الکترولیت مذکور و در چهار دمای 250، 300، 350 و °c 400 انجام گرفتند و نقش دو بازدارنده ی k2cro4 و nano2 در دمای °c 350 مورد بررسی قرار گرفت. هم چنین رفتار خوردگی آلیاژ زیرکونیم در دمای °c 350 با رفتار خوردگی فولاد زنگ نزن 304 مقایسه شد. به منظور تشخیص خواص لایه های پاسیو در پتانسیل های مختلف و تفاوت آن ها، آزمون های طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی در دمای °c 350 و در دو پتانسیل 2/0- و v 2/0+ انجام شدند و آزمون های موت-شاتکی در دماهای 250 و °c 350 در سه محدوده ی پتانسیلی در ناحیه ی پاسیو انجام گرفتند. از منحنی های پلاریزاسیون تافل احراز شرایط پاسیو برای آلیاژ zircaloy ii در چهار دمای ذکر شده استنباط شد و مشخص شد که با افزایش دما، پتانسیل خوردگی، دانسیته ی جریان خوردگی و دانسیته ی جریان پاسیواسیون افزایش می یابند. رفتار خوردگی آلیاژ زیرکونیم درون نمک مذاب یوتکتیک نیترات سدیم/ نیترات پتاسیم، بهتر از فولاد زنگ نزن 304 بود، زیرا مقدار دانسیته ی جریان پاسیو در نمونه ی زیرکونیمی کم تر بود. بازدارنده ی k2cro4 در غلظت کم تری نسبت به بازدارنده ی nano2 بیش ترین تأثیر را در کاهش سرعت خوردگی و کاهش دانسیته ی جریان پاسیو نشان داد، ولی راندمان بازدارندگی nano2 بیش تر از k2cro4 بود. از منحنی های موت-شاتکی مشخص شد که لایه ی پاسیو در حوالی پتانسیل صفر نسبت به الکترود مرجع نقره/ نیترات نقره، تغییر ماهیت می دهد و از نیمه هادی نوع-p به نیمه هادی نوع-n تبدیل می شود و لذا منجر به تغییر شیب نمودارهای پلاریزاسیون تافل در حوالی این پتانسیل می شود. شیب نمودارهای موت-شاتکی در دمای °c 250 به دلیل کم تر بودن تعداد جاهای خالی آنیونی و کاتیونی بیش تر از دمای °c 350 بود. تفاوت تعداد جاهای خالی آنیونی و کاتیونی باعث تغییر خواص لایه ی پاسیو و احتمالاً تغییر رنگ نمونه ها پس از آزمون های پلاریزاسیون تافل در دماهای مختلف شده است. از منحنی های طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی مشخص شد که در اثر افزایش پتانسیل از 2/0- به v 2/0+، ضخامت لایه ی پاسیو افزایش پیدا می کند. از شاخه-ی آندی منحنی های پلاریزاسیون، تغییر مکانیزم انحلال آندی با تغییر حالت اکسایشی زیرکونیم از zr2+ به zr4+ مشاهده شد.

در این تحقیق به منظور طراحی و هدایت آزمایشات از روش تاگوچی با آرایه l9 استفاده شد. چهار عامل فاصله پاشش، نسبت اکسیژن به سوخت، نرخ تغذیه پودر و سرعت حرکت تفنگ در نظر گرفته شد. دو سیستم hvof با سوخت نفت سفید و سوخت گازی بدین منظور به کار رفت. به منظور ارزیابی سرعت و دمای ذرات در فرآیند hvof از سیستم spraywatch استفاده شد. از ماشینکاری با تخلیه الکتریکی به منظور ایجاد سوراخ و کرنش سنجی و اندازه گیری تنش پسماند مطابق استاندارد astm e837 استفاده شد. از میکروسکوپ الکترونی روبشی به منظور بررسی مورفولوژی پودر و ریزساختار پوشش، از پراش پرتو ایکس به منظور بررسی فازهای پودر و میزان تجزیه کاربیدتنگستن در پوشش و اندازه گیری تنش پسماند استفاده شد. نتایج مطالعه حاضر بیانگر قابلیت روش غیرتماسی سوراخکاری با تخلیه الکتریکی در ارزیابی تنش پسماند در پوشش wc-co است. از اثرگذاری ویکرز به منظور بررسی چقرمگی شکست استفاده شد. تنش پسماند موجود در پوشش co12wc- اعمال شده به روش hvof با سوخت جت به صورت غیر یکنواخت و به جز در عمقی از پوشش که نزدیک به سطح است عمدتاً از نوع فشاری است. همچنین در سیستمhvof با سوخت نفت سفید، تنش فشاری در پوشش بیشتر از زمانی است که از سوخت گازی استفاده می شود. نتایج بررسی های آماری نیز نشان می دهد که فاصله پاشش و نسبت اکسیژن به سوخت بیشترین تأثیر را بر سرعت و دمای ذرات و به تبع آن تنش پسماند و ایجاد فازهای اکسیدی دارد. در سیستم hvof مورد استفاده، پوشش e5 با شرایط فاصله پاشش mm200، نسبت اکسیژن به سوخت 5/3 ، نرخ تغذیه پودر g/min 38 و سرعت حرکت تفنگm/s 1 می تواند بهترین خواص مکانیکی را در پوشش ایجاد نماید.

هیدروکسی¬اپاتیت متخلخل به دلیل زیست¬سازگاری و زیست¬فعالی بالا، ترکیب مشابه با ترکیب استخوان و ایجاد امکان رشد بافت به درون تخلخل¬ها در مهندسی بافت استخوان بسیار مورد توجه قرار گرفته و به منظور ایجاد بیوماده¬ای با ترکیبی نزدیک¬تر به ترکیب استخوان، برای جانشینی برخی یون¬ها در ساختار هیدروکسی¬اپاتیت تلاش و اقدام شده است. جایگزینی فلوئور و منیزیم در ساختار هیدروکسی¬اپاتیت با هدف بهبود خواص بیولوژیکی و فیزیکی انجام گرفته است. انتظار می¬رود افزودن دیوپسید، شیشه سرامیکی با استحکام مکانیکی و زیست¬فعالی بالاتر، منجر به بهبود خواص مکانیکی و زیست¬فعالی منیزیم¬فلوئوراپاتیت شود. در این پژوهش، فوم های منیزیم¬فلوئوراپاتیت با 10، 20 و30 درصد وزنی دیوپسید به روش قالب¬ریزی¬ژل ساخته شد. تخلخل و استحکام فوم¬ها به ترتیب با روش ارشمیدس و آزمون فشار اندازه¬گیری شد. بررسی ساختار فازی و شناسایی فازها، تعیین اندازه ذرات، مطالعه ساختار فوم ها، بررسی اندازه و مورفولوژی تخلخل فوم¬ها، توسط روش¬های پراش پرتو ایکس (xrd)، میکروسکوپ الکترونی عبوری (tem)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) و آنالیز طیف سنجی تفکیک انرژی پرتوایکس (eds) انجام گرفت. آزمون غوطه وری فوم¬ها در محلول رینگر به منظور بررسی زیست¬فعالی و زیست-اضمحلالی آن¬ها انجام گرفت. از میکروسکوپ الکترونی روبشی، آنالیز طیف¬سنجی تبدیل فوریه فروسرخ (ftir) برای تشخیص و تایید تشکیل لایه آپاتیت شبه استخوانی و از روش طیف¬سنجی نوری زوج پلاسمای القایی (icp-oes) برای تعیین میزان رهایش یون¬ها از فوم¬ها استفاده شد. نتایج نشان داد که فوم ها با موفقیت ساخته شده و تخلخل فوم¬ها بین 50 تا 70 درصد است. ارزیابی های به عمل آمده، تشکیل آپاتیت شبه استخوانی بر سطح هر چهار نوع فوم را تایید کرد فوم حاوی 10 درصد دیوپسید حداکثر استحکام فشاری (mpa 6) را داشت و فوم حاوی 30 درصد دیوپسید، بیشترین زیست¬فعالی را ظاهر ساخت. نتایج نشان داد که فوم¬های نانوکامپوزیتی منیزیم فلوئوراپاتیت- دیوپسید با خواص مکانیکی و زیست¬فعالی قابل قبول، کاندیدی مناسبی برای کاربردهای مهندسی بافت می¬باشد.

پوشش¬دهی الیاف، نخ و منسوجات با فلزات حوزه گسترده و بسیار وسیعی را شامل می¬شود. این منسوجات در زمینه های منسوجات هادی، منسوجات هوشمند، جمع آوری آب از مه و بسیاری زمینه های دیگر بکار می روند. در تحقیق حاضر پارچه های پلی پروپیلن به روش الکترولس، چاپ و نیز پاشش حرارتی پوشش¬دهی شدند. در روش الکترولس دو درصد وزنی مختلف و در روش چاپ سه نمونه با مقادیر مختلف فلز بر روی کالا پوشش¬دهی شدند. تصاویر میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی از سطح نمونه ها وسطح مقطع پارچه ها تهیه شدند. همچنین آزمایش های تفرق انرژی اشعه ایکس، خواص مکانیکی شامل استحکام کششی و مقاومت به جرخوردگی، رسانایی الکتریکی، رسانایی حرارتی، ثبات شستشویی، ترشوندگی، نفوذپذیری هوا و میزان آب جمع آوری شده از مه انجام گرفت. ضخامت لایه فلز در نمونه های پوشش دهی شده به روش الکترولس شده کمتر از نمونه های پوشش دهی شده به دو روش دیگر بود.آزمون تفرق انرژی اشعه ایکسبرای نمونه چاپ شده حضور 41درصد وزنی مس را بر روی نمونه نشان داد. در کلیه نمونه ها، پوشش¬دهی باعث کاهش استحکام شد. با افزایش میزان فلز به کار رفته افت استحکام نسبت به نمونه پوشش نشده کمتر بود. با انجام آزمون مقاومت به جرخوردگی برای نمونه چاپ شده با میزان فلز 12 گرم در کیلوگرم خمیر چاپ، نیروی حداکثر 153 نیوتن بدست آمد. برای نمونه چاپ شده با میزان فلز 30 گرم در کیلوگرم خمیر چاپ، نیروی حداکثر 116/75 نیوتن بدست آمد که 24% کاهش در مقاومت به جرخوردگی حاصل شد. رسانش حرارتی نمونه الکترولس شده از کلیه نمونه های دیگر بیشتر بود و ضریب انتقال حرارت این نمونه نسبت به نمونه خام آن شش برابر افزایش یافت. رسانایی الکتریکی نمونه پوشش دهی شده به روش الکترولس در مقایسه با نمونه خام 107 برابر افزایش یافت. ترشوندگی نمونه¬های پوشش¬دهی شده کاهش یافت. نمونه پوشش شده به روش الکترولس بالاترین ثبات شست و شویی در مقایسه با دوروش دیگر دارا بود. میزان کاهش در هوای عبوری از نمونه پوشش دهی شده به روش الکترولس در مقایسه نمونه های پوشش شده به روش های چاپ و پاشش حرارتی کمتر بود. آب جمع آوری شده از مه در نمونه پوشش شده به روش الکترولس شش برابردر مقایسه با نمونه خام بیشتر بود.

امروزه کامپوزیت های زمینه آلومینیومی به دلیل دارا بودن خواص مطلوب فیزیکی و مکانیکی در صنایعی که به نوعی نیاز به مواد سبک و در عین حال مستحکم دارند، به طور وسیعی کاربرد یافته اند. این خواص مطلوب در کامپوزیت های با ساختار نانو بسیار چشمگیرتر و شاخص¬تر است. در تحقیق حاضر فرایند اتصال نمونه¬های ورق آلیاژی نانوساختار از ورق¬های آلیاژی آلومینیوم تقویت شده با ذرات میکرومتری آلومینا، به روش فاز مایع گذرا مورد ارزیابی قرار گرفت. تأثیر پارامترهای دما و زمان بر روی خواص اتصال بررسی شد. برای این منظور ابتدا ورق آلیاژی نانوساختار al /5 wt.% al2o3 با استفاده از فرایند اتصال نورد تجمعی و پس از 11 پاس نورد، بدست آمد. در ادامه با لایه نشانی فلز مس به عنوان لایه واسطه، اتصال این قطعات به روش فاز مایع گذرا انجام شد. به منظور بررسی های ریز ساختاری ورق آلیاژی نانوساختار، ارزیابی خواص درز اتصال و سطوح شکست اتصال ها از میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی استفاده شد. جهت بررسی اندازه دانه های آلومینیوم زمینه در ورق آلیاژی نانوساختار پس از نورد تجمعی، از الگوی پراش پرتو ایکس استفاده شد. نتایج نشان داد که ورق آلیاژی نانوساختار حاصله اندازه دانه هایی در حدود 92 نانو متر دارد و در طول اتصال فاز مایع گذرا ثابت ماند و رشد دانه ها به طور محسوس صورت نگرفت. در حوالی درز تمام اتصال ها، ترکیبات بین فلزی سخت، تجمع ذرات آلومینا، میکرو ترک و حفراتی دیده شد که با فاز جامد α–al پرشده اند و در درون آن ها ذرات پراکنده و ریز cual2 مشاهده شد. با افزایش دمای اتصال، به دلیل افزایش حجم مذاب ایجاد شده در درز، سطح وسیع تری از درز اتصال، میکرو ترک وحفرات توسط مذاب پر شد. از طرفی ریزساختار اتصال های انجام شده در دماهای بالاتر حاوی ذرات کمتری از رسوب نسبت به ریزساختار اتصال های انجام شده در دماهای پایین تر می باشد، همین عامل نیز موجب کاهش سختی فاز جامد al-α با افزایش دمای اتصال شد. در دمای اتصال 590 درجه ی سانتی گراد، با افزایش زمان اتصال استحکام اتصال ها افزایش می یابد طوری که حداکثر استحکام برشی در همین دما و زمان اتصال 30 دقیقه، در حدود 82 در صد استحکام برشی فلز پایه بدست آمد. سطوح شکست بررسی شده، دیمپل های برشی و نرم و تغییرشکل پلاستیک را نشان داد که بعضاً در انتهای آن ها ذراتآلومینادیده می شود. در دماهای اتصال پایین با افزایش زمان، استحکام اتصالات افزایش یافت. در دماهای اتصال بالاتر که انجماد هم دما کامل شد، افزایش زمان موجب کاهش مقدار مس و کاهش ذرات رسوبی در زمینه ی نرم فاز جامد α-al شد و در نتیجه استحکام اتصال ها کاهش یافت.

در این تحقیق بهبود کارایی فولاد ابزار گرم کار h11 از طریق بهینه سازی پارامتر های عملیات حرارتی بررسی شد. بهینه سازی پارامترهای عملیات حرارتی از طریق روش طراحی آزمایش تعیین سطح پاسخ(rsm )انجام شد. به منظور طراحی آزمایش های عملیات حرارتی، پس از بررسی های اولیه، سه پارامتر دمای آستنیته کردن، زمان آستنیته کردن و دمای تمپر، از بین موثرترین پارامترها بر تغییرات چقرمگی، سختی و خستگی حرارتی انتخاب شدند. همچنین تمپر دومرحله ای با مدت زمان بهینه 2 ساعت انتخاب گردید. سطوح پایین و بالای انتخاب شده برای دمای آستنیته کردن 995 و 1025 درجه ی سانتیگراد، برای زمان آستنیته کردن 60 و 100 دقیقه و برای دمای تمپر 600 و 670 درجه ی سانتیگراد بودند. پاسخ های انتخاب شده شامل انرژی ضربه(معیاری از چقرمگی)، سختی و دانسیته ترک بودند و هدف رسیدن به بیشترین انرژی ضربه، سختی بهینه (با توجه به محدودیت های ماشین کاری، 320 ویکرز در نظر گرفته شد) و کمترین دانسیته ترک بود. سختی سنجی، آزمون ضربه و آزمون خستگی حرارتی به منظور بررسی سیکل های عملیات حرارتی انجام شد. ارزیابی سیکل های عملیات حرارتی با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی، آنالیز طیف سنج اشعه ایکس، آزمون های پراش پرتو ایکس، ریزسختی سنجی، اندازه گیری دانسیته ترک با نرم افزار آنالیز تصویر انجام شد. نتایج بررسی علل ایجاد ترک خوردگی حرارتی در فولاد h11 نشان داد که اعمال تنش¬های متناوب حرارتی و مکانیکی به قطعه منجربه خستگی حرارتی در سطح آن¬ها می¬شود. در نتیجه به علت تمرکز تنش در نواحی پرانرژی به خصوص مرزدانه¬ها رشد ترک های خستگی از این نواحی آغاز شده و در امتداد مرزدانه¬های آستنیت اولیه اشاعه می¬یابد. پس از بررسی های آماری، دمای آستنیته ی 995 درجه ی سانتیگراد، زمان آستنیته ی 100 دقیقه و دمای تمپر 646 درجه ی سانتیگراد به عنوان شرایط بهینه شناسایی شدند. با انجام سیکل بهینه، میانگین سختی 320 ویکرز، میانگین انرژی ضربه 54 ژول و میانگین دانسیته ترک 8/6 به دست آمد. بررسی های ریزساختاری نیز نشان داد که هر چه اندازه دانه های آستنیت اولیه ریزتر باشند، چقرمگی فولاد نیز بیشتر و مقاومت آن در برابر ترک خوردگی حرارتی بیشتر خواهد بود.

در تحقیق حاضر اثر عملیات ذوب مجدد و دمای آن روی خواص پوشش های خودگداز پایه نیکل nicrbsi اعمال شده به روش پاشش شعله ای بررسی شد. نمونه های پاشش شده با روش پاشش شعله ای تخلخل بالا و چسبندگی پایین با زیرلایه دارد که از عمده معایب پوشش های پاشش شعله ای به شمار می رود. ازاین رو پوشش ها، بعد از پاشش توسط شعله اکسی استیلن در چهار دمای ۹۵۰، ۱۰۰۰، 1050 و 1100 درجه سانتی گراد تحت عملیات ذوب مجدد قرار گرفت. کنترل دما به وسیله ترموکوپل¬های تعبیه شده در زیرلایه انجام شد. ارزیابی پوشش های ایجاد شده و تعیین اثر عملیات ذوب مجدد و دمای آن روی خواص پوشش های پاشش و ذوب مجدد شده با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی، آنالیز طیف سنج اشعه ایکس، روش پراش پرتو ایکس، ریزسختی سنجی، نانوسختی سنجی، تخلخل سنجی با نرم افزار آنالیز تصویر و زبری سنجی انجام شد. نتایج نشان داد که ذوب مجدد باعث کاهش تخلخل و زبری سطح، حذف مرز بین اسپلت ها و بهبود پیوند متالورژیکی بین پوشش و زیرلایه شده است. ریزساختار پوشش از یک زمینه محلول جامد غنی از نیکل با یوتکتیک ni-ni3b به همراه رسوبات سخت کاربید بور و کروم تشکیل شده است. نمونه پاشش شده ریزساختار بسیار ریز (زیر 5 میکرون)، همانند پودر اولیه nicrbsi دارد. در نمونه های پاشش و ذوب مجدد شده ریزساختار مشابه نمونه پاشش شده است با این تفاوت که اندازه رسوبات درشت تری (۵-۱۵ میکرون) مشاهده شد. علاوه براین در نزدیک فصل مشترک پوشش و زیرلایه برای نمونه های پاشش و ذوب مجدد شده منطقه سفیدرنگی عاری از رسوبات و غنی از نیکل و آهن وجود دارد که ضخامت این منطقه با افزایش دمای ذوب مجدد افزایش یافت. نتایج پراش پرتو ایکس حضور فازهای -niγ ، ni3b، ni31si12، crb و cr7c3 را در نمونه پاشش شده و در تمامی نمونه های پاشش و ذوب مجدد شده نشان داد. به عبارت دیگر ذوب مجدد تغییری در نوع فازها ایجاد نکرده و فقط شدت پیک فازها به غیراز -niγ را تغییر داد. ذوب مجدد باعث کاهش قابل توجه تخلخل پوشش از 12 درصد برای نمونه پاشش شده به 2 درصد برای نمونه پاشش و ذوب مجدد شده در دمای 1100 درجه سانتی گراد شد. شکل حفره ها در نمونه پاشش شده نامنظم و کشیده بوده و بیش از 50 درصد آن ها غیرکروی است. این در حالی است که بعد از ذوب مجدد شکل حفره ها بیش تر کروی شده و سهم حفره ها با شکل کروی بالای 80 درصد شد. ریزسختی نمونه های پاشش و ذوب مجدد شده به علت انحلال رسوبات و یا رشد رسوبات قبلی در ساختار پوشش کاهش یافته و این کاهش سختی با افزایش دمای ذوب مجدد بیش تر شد. میانگین ریزسختی نمونه پاشش شده 970 ویکرز است که این مقدار با افزایش دمای ذوب مجدد کاهش یافت. کم ترین مقدار سختی برای نمونه پاشش و ذوب مجدد شده در دمای 1100 درجه سانتی گراد با سختی 830 ویکرز است. از نسبت شناخته شده سختی (h) به مدول الاستیک (e) برای تعیین و رتبه بندی کارایی پوشش ها در شرایط مقاوم به سایش استفاده شد. نمونه پاشش و ذوب مجدد شده در دمای 1050 درجه سانتی گراد دارای تخلخل کم (۴/۲٪)، ریزسختی متوسط (۸۳۰ ویکرز) و بیش ترین نسبت h/e در میان پوشش ها است. کلمات کلیدی: پاشش شعله ای، ذوب مجدد، پوشش nicrbsi، ریزساختار، آنالیز تخلخل، ریزسختی، نانوسختی

در این تحقیق به بررسی ریزساختار و خواص مکانیکی اتصال غیرمشابه کامپوزیت al1100/b4c به آلیاژ آلومینیوم 6061 پرداخته شد. بدین منظور کامپوزیت al-5wt%b4c به روش نورد تجمعی تحت هشت سیکل نورد تولید شد. اندازه دانه درکامپوزیت تولید شده پس از هشت سیکل نورد به 63 نانومتر رسید. پس از تولید کامپوزیت، لایه واسطه مس با ضخامت های 10، 25 و 50 میکرومتر به روش آبکاری بر سطح کامپوزیت ها ایجاد شد و کامپوزیت های پوشش دهی شده به روش فاز مایع گذرا به آلیاژ آلومینیوم 6061 اتصال داده شدند. اتصالات در دماهای 560 تا 600 درجه سانتی گراد و زمان های 10 تا 70 دقیقه انجام شدند. جهت بررسی های ریزساختاری محل اتصال از میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی و جهت بررسی های فازی از الگوی پراش پرتو ایکس استفاده شد. به منظور بررسی خواص مکانیکی اتصال، استحکام برشی اتصالات با استفاده از دستگاه آزمون کشش و تغییرات سختی در حوالی درز اتصال، با استفاده از دستگاه سختی سنج ویکرز اندازه گیری شدند. مقایسه اتصالات با لایه های واسطه با ضخامت های مختلف نشان داد که لایه با ضخامت 25 میکرومتر بهترین اتصال را از نظر پر کردن درز اتصال و کامل شدن انجماد هم دما ایجاد کرده است. بنابراین در ادامه اتصالات با ضخامت 25 میکرومتر در دماها و زمان های مختلف انجام شدند. بررسی استحکام برشی اتصالات ایجاد شده، نشان داد که بالاترین استحکام برشی در دمای 580 درجه سانتی گراد و زمان 60 دقیقه به وجود آمده است. در دماهای پایین تر مذاب لازم برای ایجاد اتصال فراهم نشده و در دماهای بالاتر به دلیل انبساط و انقباض شدید، قطعه دچار اعوجاج شده و در محل اتصال آن حفره و ترک بوجود آمده است. بررسی های فازی توسط الگوی پراش پرتو ایکس تشکیل رسوبات cual2 را در درز اتصال نشان داد. ریزسختی سنجی محل اتصال نشان داد که سختی متناسب با میزان ذرات رسوبی cual2 افزایش یافته که در دماهای پایین تر میزان این ذرات بیشتر و درنتیجه سختی بیشتر است. در دمای پایین تر میزان نفوذ کمتر، یعنی مرحله همگن شدن و نفوذ اتم های مس از محل اتصال به درون فلز پایه کمتر اتفاق افتاده و در نتیجه ذرات رسوبی بیشتری تشکیل می شود که موجب افزایش سختی در موضع اتصال این قطعات می شود. درنهایت یک اتصال مشابه برای کامپوزیتal1100/b4c ایجاد شد و با اتصالات غیر مشابهal1100/b4c و آلومینیوم 6061 مقایسه شد. بررسی ها نشان داد که در اتصالات غیرمشابه به دلیل عناصر آلیاژی آلومینیوم 6061 ذرات رسوبی بیشتری در محل اتصال به وجود آمده و موجب افزایش بیشتر سختی این اتصالات شده است. مقایسه استحکام برشی نشان داد که این دو نوع اتصال تقریبا استحکام مشابه داشته اند ولی در اتصال مشابه کامپوزیت بدلیل نانوساختار بودن قطعه و وجود مرزهای وسیع، نفوذ لایه واسطه در فلز زمینه بهتر صورت گرفته است. همچنین به دلیل یکسان بودن دو قطعه و یکنواختی نفوذ در دو طرف، درز اتصال در این قطعات به طور کامل محو شده که موجب بالاتر بودن استحکام برشی اتصال مشابه نسبت به اتصالات غیرمشابه شده است.

استفاده از نانوذرات هیدروکسی آپاتیت برای تهیه پوشش رسوب گذاری الکتروفورتیکی بر زیرلایه فلزی با قابلیت کاشت در بدن، یکی از گسترده ترین موارد مصرف این بیوسرامیک است. از آنجایی که نانوذرات هیدروکسی آپاتیت ساخته شده با روش های مختلف فراوری نانومواد، از لحاظ ساختاری، خلوص و اندازه دانه با یکدیگر متفاوت هستند، در پژوهش حاضر تلاش شد تا تأثیر پارامترهای فرایند و شرایط ساخت نانوذرات هیدروکسی آپاتیت بر خواص پوشش هیدروکسی آپاتیت رسوب گذاری الکتروفورتیک شده، ارزیابی شود. از سوی دیگر، با توجه به خواص پوشش های ساخته شده و مقایسه آن ها، یک روش ساخت بهینه نانوذرات هیدروکسی آپاتیت که جهت پوشش دهی به روش رسوب گذاری الکتروفورتیک بر زیرلایه فولادزنگ نزن 316 ال مطلوب و مناسب است، تعیین شود. در مرحله ی نخست، نانوذرات هیدروکسی آپاتیت به روش های سل ژل، فعال سازی مکانیکی، استحصال طبیعی و نیز شیمی تر ساخته شد. سپس فرایند پوشش دهی هر یک از نانوذرات هیدروکسی آپاتیت ساخته شده با روش رسوب گذاری الکتروفورتیک در شرایط یکسان با الکترودهای کاتد وآند فولادزنگ نزن 316ال، ولتاژ بهینه30 ولت و مدت زمان سه دقیقه در محلول متانول، روی الکترود کاتد انجام شد. فازشناسی و مشخصه یابی ساختار فازی نانوذرات و پوشش های هیدروکسی آپاتیت تهیه شده، با تکنیک پراش پرتوایکس انجام شد. برای ارزیابی اندازه نانو ذرات هیدروکسی آپاتیت از آزمون پراکندگی نوری دینامیک استفاده شد. پتانسیل زتای نانوذرات تهیه شده نیز در محلول پوشش دهی اندازه گیری شد تا از نحوه تعلیق آن ها کسب اطلاع شود. به منظور مطالعه مورفولوژی وریزساختار، سنجش زبری، ارزیابی نسبت حجمی تخلخل ها و تعیین ضخامت پوشش ها از میکروسکوپ الکترونی روبشی استفاده شد.آزمون استحکام چسبندگی نیز برای سنجش و تعیین مقدار چسبندگی پوشش ها به انجام رسید. نمونه هایی از پوشش ها نیز به مدت 28 روز در محلول شبیه سازی شده بدن در دمای 37 درجه سانتیگراد قرار گرفت تا چگونگی تشکیل آپاتیت شبه استخوانی بر سطح آن ها ارزیابی شود. برای ارزیابی مقاومت به خوردگی حفره ای فولاد زنگ نزن پوشش داده شده با نانوذرات هیدروکسی آپاتیت نیز آزمون الکتروشیمیایی پلاریزاسیون سیکلی انجام شد. نتایج نشان داد، بیشترین خلوص در محصول مربوط به پودرهای ساخته شده به روش های سل ژل و استحصال طبیعی بود. با توجه به تفاوت در فرایندهای ساخت نانوذرات هیدروکسی آپاتیت، بیشترین میزان بلوری شدن مربوط به نانوذرات ساخته شده به روش استحصال طبیعی و برابر 68 درصد بود. کمترین اندازه ذرات مربوط به نانوذرات ساخته شده به روش سل ژل و برابر 65 نانومتر بود. مقادیر پتانسیل زتای نانوذرات، تعلیق مناسب آن ها را تأیید کرد. بیشترین خلوص پوشش مربوط به نمونه هایی است که به ترتیب با نانوذرات هیدروکسی آپاتیت حاصل از روش های استحصال طبیعی، سل ژل، شیمی تر و فعال سازی مکانیکی ساخته شده اند. تصاویر میکروسکوپی الکترونی عبوری نیز نشان داد که کم ترین اندازه ذرات پوشش، مربوط به پوشش ساخته شده به روش سل ژل و برابر 27 نانومتر بود. ترتیب مذکور با نتایج حاصل از آزمون پراکندگی نوری دینامیک تطابق داشت و نشان داد پوشش های تهیه شده، نانوساختار است. کمترین زبری سطح پوشش مربوط به نمونه هایی است که نانوذرات از روش شیمی تر ساخته شده است و برابر 2/4 میکرومتر بود. کمترین نسبت سطحی تخلخل پوشش مربوط به نمونه ای است که نانوذرات به روش استحصال طبیعی ساخته شده است و برابر 12 درصد بود. بیشترین ضخامت پوشش مربوط به نمونه ای است که با نانوذرات حاصل از روش فعال سازی مکانیکی ساخته شده است و برابر 99 میکرومتر بود. بیشترین استحکام چسبندگی مربوط به پوششی است که با نانوذرات حاصل از روش استحصال طبیعی ساخته شد و برابر 3/11 مگاپاسکال بود. نتایج مطالعه با میکروسکوپ الکترونی روبشی از سطح نمونه پوشش ها پس از 28 روز غوطه وری در محلول شبیه سازی شده بدن، نشان دادکه بیشترین رسوبات آپاتیت شبه استخوانی بر سطح پوششی تشکیل شده که با نانوذرات اولیه حاصل از روش استحصال طبیعی، ساخته شده است. زیرلایه با پوشش هیدروکسی آپاتیت که با نانوذرات حاصل از روش استحصال طبیعی ساخته شده بود، بیشترین مقدار پتانسیل های حفره دار شدن برابر 56/0 ولت و روئین شدن مجدد برابر 15/0 ولت را داشت. بنابراین، مقاومت به خوردگی حفره ای زیرلایه فولادزنگ نزن 316ال با پوشش هیدروکسی آپاتیت که با نانوذرات حاصل از روش استحصال طبیعی ساخته شده است، بیشتر از سایر نمونه هاست.

فولاد زنگ نزن آستنیتی 316 ال به دلیل خواص استحکامی، مکانیکی، زیست سازگاری و قیمت مناسب کاربرد گسترده ای در کاشتنی های پزشکی دارد. رفتار خوردگی این فولاد در شرایط بدن چندان مطلوب نیست و در اثر خوردگی موضعی، با آزادکردن یون های فلزی و محصولات خوردگی سبب التهاب، حساسیت و تخریب بافت مجاور می گردد. در این پژوهش برای بهبود خواص خوردگی، پوشش بیوسرامیکی فورستریت نانوساختار به روش لایه نشانی الکتروفورتیک بر روی زیرلایه زنگ نزن اعمال شد. برای این منظور، نانوذرات فورستریت به روش فعال سازی مکانوشیمیایی تولید شد و در محلول حاوی 5/0 درصد وزنی پلی وینیل الکل پوشش دهی انجام گردید تا بارپذیری مناسب بر سطح نانوذرات فورستریت ایجاد شود. سپس نانوذرات فورستریت پوشش دار با پلی وینیل الکل، در محیط متانول برای پوشش دهی روی زیرلایه های زنگ نزن در شرایط مختلفی از ولتاژ (10، 15، 20 و 25 ولت) و زمان (1، 3 و 5 دقیقه) پوشش دهی قرار گرفتند. بهترین پوشش با ظاهری یکنواخت و چسبنده به زیرلایه در شرایط پوشش دهی 25 ولت و زمان 5 دقیقه حاصل شد. سپس پوشش های تر، تحت عملیات تف جوشی قرار گرفتند. برای حفظ ابعاد نانوساختار پوشش فورستریت، فرایند تف جوشی دومرحله ای بر روی آن اعمال شد. پوشش های حاصل دارای کمترین ترک سطحی، یکنواخت و از چسبندگی خوبی برخوردار بودند و فاز ثانویه ای در حین فرایند پوشش دهی و پس از آن مشاهده نشد. آزمون pull-offو روش دندانه گذاری با فرورونده ویکرز برای بررسی خواص مکانیکی پوشش استفاده شد. خواص زیست فعالی پوشش ها توسط آزمون غوطه وری پوشش ها درون محلول شبیه سازی شده سیال بدن به مدت 28 روز انجام گرفت. زیرلایه های خام با زبری های مختلف (پولیش شده، سنباده کاری شده تا سنباده 400 و ماسه پاشی شده) و اصلاح سازی شیمیایی شده با نیتریک اسید 40درصد و سولفوریک اسید 20 و 15 درصد، پوشش دهی شدند و رفتار خوردگی عمومی و موضعی آن ها در محلول رینگر با آزمون پلاریزاسیون چرخه ای بررسی شد. با محاسبه ی طول ترک های شعاعی در روش فرورنده ویکرز، چقرمگی شکست پوشش mpa m0.5 18/1 به دست آمد. بیشترین استحکام پیوستگی مربوط به نمونه ماسه پاشی شده با mpa6/12 و کمترین استحکام پیوستگی مربوط به نمونه پولیش شده با mpa9/6 بود. نتایج آزمون های طیف سنجی فروسرخ با تبدیل فوریه، تفکیک انرژی پرتو ایکس و تصاویر میکروسکوپی الکترونی روبشی از رسوبات تشکیل شده روی سطح پوشش پس از غوطه وری، حاکی از ایجاد آپاتیت بر روی پوشش بود. نتایج آزمون های خوردگی نشان داد به طور کلی اعمال پوشش بیوسرامیکی فورستریت به عنوان یک سد بر روی زیرلایه، چگالی جریان خوردگی را کاهش و پتانسیل خوردگی زیرلایه را افزایش می بخشد. زیرلایه های سنباده کاری شده و رویین شده با نیتریک اسید 40 درصد و سولفوریک اسید 20 درصد که پوشش دهی فورستریت روی آن ها اعمال شده بود، به ترتیب دارای پتانسیل حفره دار شدن 652 و 518 میلی ولت بودند که نسبت به دیگر نمونه های اصلاح سازی سطح شده و نمونه ی بدون پوشش، بیشتر بودند و مقاومت به خوردگی حفره ای بهتری را از خود نشان دادند.