بررسی اثر لیزر co2 بر میکروساختار آلومینا پلی کریستال

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.