بررسی مکانیزم خوردگی آلیاژ زیست‌تخریب‌پذیر mg-zn-ca و تاثیر پوشش peo بر عملکرد آن

آلیاژهای منیزیم-روی-کلسیم به دلیل عناصر آلیاژی مناسب برای زیست سازگاری به‌صورت بالقوه به‌عنوان ماده ایمپلنت زیست‌تخریب‌پذیر موردمطالعه قرارگرفته‌اند. در این پژوهش، آلیاژ mg-5zn-0.4ca ریخته‌گری و به‌عنوان زیرلایه استفاده شد. محدودیت آلیاژهای منیزیم مقاومت به خوردگی ضعیف بوده به‌گونه‌ای که کنترل سرعت خوردگی آن‌ها در محیط خورنده بدن، مهم‌ترین موضوع در به‌کارگیری این آلیاژها به‌عنوان ایمپلنت‌های زیست‌تخریب‌پذیر است. اصلاح سطح توسط پوشش دهی، راهی برای کاهش نرخ خوردگی می‌باشد. اکسیداسیون الکترولیتی پلاسمایی (peo) یکی از روش‌های نوین پوشش دهی برای فلزاتی است که توانایی تشکیل لایه‌ی غیرفعال را دارند. در این پژوهش مکانیزم خوردگی پوشش بهینه peo و آلیاژ منیزیم zx504 بدون پوشش در زمان‌های مختلف غوطه‌وری درون محلول pbs از طریق بررسی پتانسیل مدارباز، آزمون‌های الکتروشیمیایی امپدانس و نویز الکتروشیمیایی و تئوری نویز ضربه‌ای موردمطالعه قرار گرفت. اعمال پوشش منجر به نجیب‌تر شدن پتانسیل خوردگی و کاهش 88 درصدی سرعت خوردگی آلیاژ منیزیم شد. افزایش در زمان غوطه‌وری (بیش از 2 ساعت) باعث کاهش شدت خوردگی یکنواخت و افزایش درشدت خوردگی موضعی گردید. پوشش peo ماکزیمم شدت خوردگی یکنواخت را در زمان ابتدایی غوطه‌وری (1 ساعت) داشته که با افزایش در زمان غوطه‌وری از شدت خوردگی یکنواخت کم و خوردگی موضعی‌تر شد. به‌طورکلی تحلیل‌های آماری نشان‌دهنده مکانیزم خوردگی مخلوط (یکنواخت و موضعی) در آلیاژ منیزیم و پوشش peo بودند.

investigation of the corrosion mechanism of biodegradable mg-zn-ca alloy and the effect of peo coating on its performance

magnesium alloys characterized by high specific strength, biodegradable properties, and elastic modulus closer to bones than the currently used medical metals are one of the most attractive materials for biomedical applications. the substrate for this study was cast using a new composition of mg-zn-ca alloy, containing 5 wt% zn and 0.4 wt% ca (zx504), to ensure its biodegradability. despite some potentially desired properties of magnesium alloys for biomedical applications, their utilizations are usually extremely restricted due to their low corrosion resistance. thus, improved surface treatments are required to produce a protective barrier between the substrate and the environment. plasma electrolytic oxidation (peo) is a new surface treatment capable of forming well-adhered ceramic coatings for metals that can form inactive layers such as mg alloys to improve corrosion resistance. in this study, the peo process was carried out in an electrolyte made from phosphate in constant pulsed dc conditions. the corrosion mechanism of optimized coating and the mg alloy during the immersion time in pbs solution was investigated by electrochemical impedance spectroscopy, ocp analysis, and electrochemical noise (en) technique.