تاثیر سرعت حرکت پین بر ریزساختار، خواص مکانیکی و زیست سازگاری کامپوزیت‌های سطحی ti/ha ساخته شده به روش fsp

تیتانیوم یکی از مهم ترین عناصر فلزی است که در بسیاری از صنایع از جمله هوافضا، پزشکی و خودروسازی استفاده می شود. از سوی دیگر هیدروکسی آپاتیت (ha) یکی از مهم ترین مواد استفاده شده در صنایع پزشکی برای جایگزینی استخوان های آسیب دیده است. این مطالعه به بررسی اثر ریزساختار بر خواص مکانیکی و زیست سازگاری کامپوزیت های سطحی ti/ha ساخته شده با استفاده از روش جوشکاری اغتشاشی اصطکاکی (fsp) می پردازد. ریزساختار با سرعت های مختلف 25-70 میلی متر در دقیقه تغییر یافت. مطالعات ریزساختاری نشان داد که سرعت های سرعت خطی کمتر (25-40 میلی متر در دقیقه) در مقایسه با سرعت های بالاتر (50-70 میلی متر در دقیقه) منجر به نقص های کمتری مانند حفره ها و ترک ها می شود. توزیع ناهمگن تر ذرات ha در ماتریس ti در سرعت های سرعت خطی بالاتر به دلیل اثرات چرخش و نرخ سرد شدن بالاتر مشاهده شد. بررسی های مکانیکی نشان داد که استحکام کششی نهایی با افزایش سرعت خطی کاهش می یابد. مقادیر 25، 40، 55 و 70 میلی متر بر دقیقه به ترتیب 865 مگاپاسکال،748 مگاپاسکال،756 مگاپاسکال و 540 مگاپاسکال با انحراف معیار ± 4 درصد به دست آمد. همه نمونه ها زیست سازگاری بالایی از خود نشان دادند، اما بیشترین زیست سازگاری سلول ها در نمونه تولید شده با سرعت 70 میلی متر در دقیقه بود که دارای مقدار بیشتری نقص و تجمع سطحی ذرات ha بود که بر رشد و تکثیر سلولی تاثیر می گذاشت. این یافته ها نشان می دهد که چگونه شرایط فرایند می تواند به طور قابل توجهی بر خواص مواد از جمله زیست سازگاری سلول در طول زمان تاثیر بگذارد.

the effect of pin speed on the microstructural, mechanical, and biological properties of ti/ha surface composites produced by fsp method

titanium is one of the most important metal elements used in many industries including aerospace, medicine, and automotive. on the other hand, hydroxyapatite (ha) is one of the most important materials used in the medical applications to replace damaged bones. this research explored the influence of microstructure on the mechanical, electrochemical, and biological characteristics of ti/ha surface composites created through the fsp method. the microstructure was modified by varying traverse speeds within the range of 25&-70 mm/min. examination of the microstructure revealed that lower traverse speeds (25&-40 mm/min) resulted in fewer defects such as voids and cracks compared to higher speeds (55&-70 mm/min). higher traverse speeds led to a more heterogeneous distribution of ha particles in the ti matrix due to increased stirring effects and cooling rates, resulting in more voids and cracks. mechanical assessments indicated a decrease in ultimate tensile strength with increasing traverse speed. the values for samples at 25, 40, 55, and 70 mm/min were recorded as 865 mpa, 748 mpa, 756 mpa, and 540 mpa, respectively, with a &± 4% standard deviation. while all samples exhibited high biocompatibility, the sample produced at a speed of 70 mm/min, which had a higher number of defects and surface agglomeration of ha particles, showed the highest cell viability. these findings highlight the significant impact of processing conditions on material properties, affecting susceptibility to localized forms of cell viability over time.