نشریه علوم و مهندسی سطح

نشریه علوم و مهندسی سطح

بررسی ریز ساختار، خواص مکانیکی، مقاومت پولاریزاسیون، رفتار اصطکاکی و زیستی پوشش‌های تیتانیم نیترید اعمال شده بر روی زیر لایه آلیاژ کبالت-کروم به ‌منظور کاربرد در ایمپلنت زانو

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشگاه صنعتی اصفهان
2 استاد دانشکده مواد دانشگاه صنعتی اصفهان
10.22034/issst.2026.2061741.1673
چکیده
در حال حاضر، جایگزینی مفصل زانو با ایمپلنت از رویه‌های موفق و پرکاربرد ارتوپدی است. در این پژوهش، پوشش‌های سرامیکی تیتانیم نیترید با روش کندوپاش مغناطیسی و در محدوده‌ای از اتمسفرهای آرگون-نیتروژن (۱۵ تا ۵۰ درصد نیتروژن) بر روی زیرلایه‌های کبالت/کروم/مولیبدن اعمال شدند، با هدف شناسایی پنجره عملیاتی اتمسفر که به‌طور هم‌زمان خواص مکانیکی، تریبولوژیکی و مقاومت به خوردگی را بهینه می‌کند. آنالیز پراش‌پرتو‌ایکس ساختار تک‌فازی و استوکیومتریک تیتانیم ‌نیترید را در اتمسفرهای ۱۵ و ۲۰ درصد نیتروژن نشان داد که در ۳۰-۴۰ درصد به فاز های با سختی پایین‌ترو در ۵۰ درصد به آمیزه چندفازی تیتانیم/تیتانیم نیترید/تیتانیم(2)‌نیترید، تبدیل می‌شود. این گذار ساختاری در تمامی خواص بعدی به‌طور پیوسته منعکس شد: سختی از ۱۰.۷ گیگاپاسکال در ۱۵ درصد نیتروژن تا ۲.۶ گیگاپاسکال در نیتروژن بالاتر از ۳۰ درصد کاهش یافت، ضریب اصطکاک از ۰.۰۴۶ تا ۰.۰۹۴ افزایش نشان داد، و جریان خوردگی حدود ۶۵ برابر افزایش یافت (از ۳۷-۴۱ به بیش از ۲۵۰۰ نانوآمپر بر سانتی‌متر مربع)، در حالی‌که پتانسیل شکست از ۱.۰-۱.۱ ولت به کمتر از ۰.۹۰ ولت کاهش یافت. تمامی پوشش‌ها غیرسمی بودند (زنده‌مانی سلولی بیش از 70٪) و آزمون چسبندگی کششی مقاومتی در بازه ۵.۸ تا ۱۲.۶ مگاپاسکال نشان داد که شکست در تمامی نمونه‌ها درون لایه چسب رخ داد و نه در سطح مشترک پوشش-زیرلایه.
کلیدواژه‌ها
موضوعات