تیتانیوم و آلیاژهای آن، به صورت ایمپلنت های فلزی در ارتوپدی به کار می روند، که ناشی از زیست سازگاری و خصوصیات مکانیکی و خوردگی عالی آنها است. در بین آلیاژهای تیتانیوم استفاده از آلیاژ ti-13nb-13zr به دلیل عدم وجود عناصر سمی و خواص مکانیکی آن رو به افزایش است. ایجاد پوشش روی ایمپلنت ها یکی از متداول ترین راه ها جهت افزایش زیست سازگاری و مقاومت یه خوردگی ایمپلنت ها است، که در این میان هیدروکسی آپاتیت به علت بافت شبه استخوانی و توانایی تحریک رشد استخوان و کمک به ترمیم آن به عنوان اصلی ترین پوشش برای این آلیاژ مطرح است. در این پژوهش به دلیل سادگی و ارزانی، امکان استفاده از زیرلایه های با شکل پیچیده و امکان کنترل آسان ضخامت و مورفولوژی پوشش نهایی، از روش الکتروفورتیک برای اعمال این پوشش استفاده شد. در روش الکتروفورتیک آلیاژ ti-13nb-13zr به عنوان کاتد و فولاد زنگ نزن 316 به عنوان آند به منبع dc با ولتاژ 120 ولت وصل شدند. از اتانول حاوی نانو ذرات هیدروکسی آپاتیت نیز به عنوان سوسپانسیون پوشش دهی استفاده شد. نمونه های پوشش داده شده در دمای 800 درجه سانتی گراد به مدت 1 ساعت زینتر شدند. برای بررسی رفتار خوردگی نمونه ها در محلول رینگر از آزمون پلاریزاسیون استفاده شد. ساختار نمونه ها قبل و بعد ازخوردگی با میکروسکوپ الکترونی رویشی (sem) بررسی شد. برای بررسی پوشش از میکروسکوپ نیروی اتمی (afm) و sem استفاده شد. نتایج آزمون ها نشان داد که آلیاژ ti-13nb-13zr به علت تشکیل لایه محافظ nb2o5 روی سطح آلیاژ که نسبت به لایه ی محافظ تشکیل شده روی سطح دیگر آلیاژهای تیتانیوم پایدارتر است، از مقاومت به خوردگی بالاتری برخوردار است. از این رو می تواند جایگزین مناسبی برای سایر آلیاژهای تیتانیوم به عنوان ایمپلنت شود، همچنین اعمال پوشش نانوهیدروکسی آپاتیت با کیفت بالا با قطع دسترسی محلول خورنده به سطح آلیاژ و محافظت از لایه ی محافظ سطحی سبب کاهش چشمگیر سرعت خوردگی آلیاژ ti-13nb-13zr در محلول رینگر می شود.

در این تحقیق با انجام آزمون خستگی به روش چرخشی- خمشی بر روی نمونه¬های مختلف، رفتار خستگی آلیاژ تیتانیوم ti-6al-4v مورد بررسی قرار گرفت. در ادامه آزمون خوردگی- خستگی بر روی نمونه های مشابه در سطوح تنشی متناظر با آزمون خستگی انجام شد. نمونه های حاصل از آزمون خستگی به عنوان نمونه های شاهد در نظر گرفته شده و نتایج حاصل از انجام آزمون خستگی در هوا با نتایج حاصل از آزمون خوردگی- خستگی در محلول رینگر مقایسه شدند. در روند انجام آزمون ها، جهت تعیین ترکیب شیمیایی فازهای مختلف و همچنین بررسی ریز ساختار و تحلیل نحوه اشاعه ترک از میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی، میکروسکوپ الکترونی روبشی و میکروسکوپ نوری استفاده گردید. همچنین جهت تجزیه تحلیل تصاویر میکروسکوپی از نرم افزار mip و جهت رسم نمودار ها از نرم افزار microsoft excel 2013 استفاده شد. نتایج حاصل از آزمون خستگی در هوا نشان داد که نمونه های تیتانیومی ti-6al-4v در دمای محیط، دارای حد خستگی برابر با 490 مگاپاسکال و عمر خستگی برابر با 107× 2/1 چرخه می¬باشند. همچنین مطالعات ریزساختاری نشان داد که ترک¬های خستگی هم از سطح و هم از داخل نمونه جوانه زنی و اشاعه پیدا نموده اند. ضمناً این ترک ها در حین اشاعه، پس از برخورد به فاز ? از مسیر خود منحرف می شوند. مطالعات خوردگی- خستگی بر روی نمونه های یکسان با آزمون خستگی نشان داد که حضور محیط خورنده در اطراف نمونه همزمان با اعمال بار چرخه ای از یک سو سبب کاهش چشمگیر عمر خستگی آلیاژ شده و از سوی دیگر سبب حذف حد خستگی می گردد. علاوه بر این مطالعات ریزساختاری بر روی سطوح شکست ناشی از خوردگی- خستگی نشان داد که جوانه زنی ترک خستگی از عمق پله های خوردگی آغاز شده و همزمان با نفوذ محلول به داخل ترک، به سمت مرکز نمونه اشاعه می یابند. همچنین شکل ظاهری، ابعاد و نحوه اشاعه ترک خستگی در آزمون خوردگی- خستگی کاملاً با ترک های ایجاد شده در آزمون خستگی متفاوت بوده و سطح شکست حاصل از آزمون خوردگی- خستگی نیز دارای ظاهری کاملاً متفاوت با سطح شکست خستگی می باشد. مطالعات تکمیلی بر روی سطوح شکست نشان داد که نسبت مساحت ناحیه ناشی از خستگی به مساحت ناحیه ناشی از شکست نهایی در آزمون خوردگی- خستگی به شدت کاهش می یابد.

آلومینیوم به عنوان یک فلز صنعتی مهم، امروزه جای خود را در صنعت و زندگی روزمره باز کرده است و با اینکه زمان زیادی از شروع تولید آن در سال 1888 میلادی نمی گذرد، تولید، مصرف و کاربرد آن پیوسته در حال افزایش است. آلومینیوم به دلیل خصوصیات برجسته و کاربرد گسترده در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی حائز اهمیت فراوان است. در مواردی مانند کاربرد در موتورهای احتراقی که قطعات آلومینیومی در دماهای بالا و یا در معرض گازهای خورنده قرار دارند و نیز جاهایی که قطعات در معرض خوردگی یا سایش هستند، لازم است قطعات آلومینیومی با ایجاد پوشش های مناسب تقویت شوند. جهت بهبود مقاومت خوردگی al عملیات های پوشش دهی سطحی مختلفی پیشنهاد می گردند مثل پوشش های تبدیلی، آندایزینگ و...آبکاری الکتریکی نیکل در مقایسه با عملیات های مورد استفاده، یک روش اقتصادی و مناسب برای اجرا می باشد. به دلیل فعال بودن طبیعی al،رسیدن به یک رسوب محافظ از طریق آبکاری الکتریکی در یک حمام آبکاری فرآیندی بسیار سخت خواهد بود چرا که پوشیده شدن سطح توسط یک لایه ?al?_2 o_3 مانع از رسوب الکتریکی فلز بر سطح al می گردد که در نتیجه ی این امر لایه ی رسوب کرده از فلز دیگر بر سطح al دارای استحکام چسبندگی کم خواهد بود و مشکلات خوردگی از جمله خوردگی حفره ای و رشته ای در زیر لایه ی پوشش اعمال شده را به همراه خواهد داشت. بنابراین این امر ضروری به نظر می رسد که قبل از آبکاری الکتریکی بر سطح al توسط یک عملیات اولیه این لایه ی اکسیدی از سطح حذف شده و تا قبل از آبکاری الکتریکی از تشکیل مجدد آن و همچنین انحلال al در الکترولیت جلوگیری گردد. از آنجا که پوشش های نانوکامپوزیت ni-sic همواره مقاومت به خوردگی بالایی را از خود نشان می دهند، تصمیم بر آن است که در پژوهش حاضر با استفاده از عملیات های اولیه ی مناسب آبکاری پوشش نانوکامپوزیتی ni-sic بر روی al اعمال و کیفیت پوشش و رفتار خوردگی al، پس از استفاده و در شرایط عدم استفاده از پوشش بررسی گردد. بررسی انجام شده نشان می دهد که سختی و مقاومت به خوردگی پوشش پوشش نانوکامپوزیتی ni-sic بیشتر از پوشش ni می باشد.