بررسی خواص مکانیکی ، خوردگی و ریزساختار نانو بیو کامپوزیت هیبریدی Mg/2 FA/0.3 GNPs(Wt%) تولید شده توسط ریخته گری دو مرحله ی همزن مکانیکی و باز ذوب تحت فشار آرگون

نوع مقاله: مقاله کامل علمی پژوهشی

نویسندگان

1 Sabzevar, Razavi Khorasan,Iran

2 دانشجوی دکتری، مهندس مواد، دانشگاه حکیم سبزواری، سبزوار، ایران

3 استادیار، مهندسی مواد، دانشگاه فناوری های نوین، سبزوار، ایران

10.22034/frj.2019.196562.1096

چکیده

نانو ‌بیو‌کامپوزیت هیبریدی با زمینه آلیاژ منیزیم Mg-0.5Ca-0.8Mn(Wt%) تقویت شده با 2درصد وزنی نانو ذرات فلوئور آپاتیت (FA)و 3/0 درصد وزنی نانو صفحات گرافن(GNPs) توسط فرآیند ریخته‌گری همزن مکانیکی تولید و به منظور از بین رفتن حفرات ناشی از ریخته‌گری تحت فرآیند جدید ریخته‌گری تحت فشار آرگون باز‌ذوب گردید. خواص مکانیکی از قبیل استحکام کششی توسط آزمون کشش و خواص خوردگی توسط آزمون الکتروشیمیایی، امپدانس و آزاد سازی هیدروژن در محلول شبیه‌سازی محیط بدن (Simulated Body Fluid, SBF) مورد بررسی قرار گرفت. تغییرات ریزساختاری شامل پراکنش ذرات تقویت کننده و اندازه‌ی دانه‌ها با کمک میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترون روبشی مطالعه گردید. نتایج حاصله نشان می دهد استحکام کششی نهایی کامپوزیت 27 درصد بیشتر از آلیاژ پایه می‌باشد و جریان خوردگی کامپوزیت 60 درصد کاهش نسبت به آلیاژ پایه یافته است. بررسی‌های ریز ساختاری بیانگر کاهش اندازه دانه کامپوزیت (µm144/175) نسبت به آلیاژ پایه (µm 28/448) می‌باشد و تصاویر میکروسکوپ الکترون روبشی شکل‌گیری داربست گرافنی که دارای تاثیر مثبت در خواص مکانیکی و خوردگی می‌باشد را نشان می دهد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Mechanical properties, corrosion and microstructure of Mg / 2 FA / 0.3GNPs (wt%) hybrid nanobiocomposite produced by mechanical stircasting and re-melting under argon pressure

نویسندگان [English]

  • gholamreza ebrahimi 1
  • Masood Khani 2
  • Hamidreza Ezatpour 3
1 Materials and Polymers Engineering Department, Faculty of Engineering, Hakim Sabzevari University, Sabzevar, 96179-75487, Iran
2 Department of Materials and Polymer Engineering, Hakim Sabzevari University, Sabzevar, Iran
3 Faculty of Engineering, Sabzevar University of New Technology, Sabzevar, Iran
چکیده [English]

Hybrid nano-biocomposite of Mg-0.5Ca-0.8Mn (wt%) magnesium alloy reinforced by 2 wt% fluorapatite (FA) nanoparticles and 0.3 wt% graphene nanoplates (GNPs) were prepared via mechanical stir casting process. In order to eliminate the casting defects, remelting process was carried out under argon atmosphere. Mechanical and biocorrosion properties were investigated by tensile test and electrochemical impedance spectroscopy in simulated body fluid (SBF) solution, respectively. Microstructural development including the size and distribution of the reinforcement particles, and matrix grain size were studied by optical microscopy and scanning electron microscopy (SEM). Mechanical test results revealed an increase of 27% in the ultimate tensile strength. Biocorrosion behavior approved the lower corrosion rate of the composite samples in comparison with unreinforced alloy. Optical micrographs confirmed the effect of reinforcement particles on twinning formation and reduction of composite grain size (175.4 μm) compared to that of unreinforced alloy (484.48 μm). SEM observations exhibited the formation of graphene scaffolds and their positive effect on the mechanical and biocorrosion properties

کلیدواژه‌ها [English]

  • "Nano-biocomposites"
  • hybrid nano-composite" "fluorapatite"
  • "graphene"
  • "corrosion"

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 06 آذر 1398
  • تاریخ دریافت: 10 مرداد 1398
  • تاریخ بازنگری: 10 آبان 1398
  • تاریخ پذیرش: 06 آذر 1398