نقش افزودنی زیرکونیوم در اصلاح پوشش بر پایه‌ی هیدروکسی آپاتیت در اصلاح پوشش بر پایه ی هیدروکسی آپاتیت در حضور زیرکونیوم برای کاربرد ایمپلنت: خوردگی، ساختار و مطالعات سطحی

در این پژوهش برای بهبود خواص ضدخوردگی پوشش هیدروکسی آپاتیت، از زیرکونیوم به عنوان افزودنی در غلظت‌های متفاوت (0.1، 1 و 10 گرم بر لیتر) در محلول پوشش هیدروکسی آپاتیت استفاده گردیده است. ویژگی‌های سطحی و خواص الکتروشیمیایی پوشش‌ها با نمونه‌های منیزیم بدون پوشش و منیزیم با پوشش هیدروکسی آپاتیت بهینه مقایسه می‌گردد. نمونه‌های منیزیم az31 پس از آماده‌سازی سطحی، توسط محلول متشکل از هیدروکسی آپاتیت و زیرکونیوم با غلظت‌های متفاوت هگزافلوروزیرکونیک اسید پوشش داده شده‌اند. رفتار خوردگی نمونه‌ها توسط آزمون‌های طیف‌سنجی امپدانس الکتروشیمیایی و پلاریزاسیون جریان مستقیم در محلول 3.5 درصد وزنی سدیم کلراید بررسی گردید. نتایج آزمون‌های الکتروشیمیایی نشان دادند که بهترین عملکرد خوردگی مربوط به نمونه‌ با غلظت زیرکونیوم 1 گرم بر لیتر در محلول است. مقاومت پلاریزاسیون این نمونه ω.cm2 8870 است که در مقایسه با نمونه‌ی با پوشش هیدروکسی آپاتیت بهبود قابل توجهی یافته است. کمترین چگالی جریان خوردگی (μa/cm2 0.79) در بین تمامی نمونه‌ها نیز مربوط به این نمونه است. برای بررسی ریخت‌شناسی و ارزیابی ترکیب پوشش‌ها از میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی و طیف‌سنجی پراکنش انرژی پرتو ایکس استفاده گردید. نتایج آزمون طیف‌سنجی پراش اشعه ایکس و میکروسکوپ الکترونی تشکیل کریستال‌های هیدروکسی آپاتیت و لایه‌ی آمورف زیرکونیوم را تایید نمودند. در جهت تکمیل مطالعات سطحی نمونه‌ها آزمون زاویه تماس انجام گردید. با افزودن زیرکونیوم به هیدروکسی آپاتیت به میزان 1 گرم بر لیتر زاویه تماس قطره‌ی آب با سطح نمونه 10 درجه افزایش یافته است که نشان می‌دهد سطح نمونه‌ آب‌گریز تر گردید که تایید کننده‌ی خواص ضدخوردگی بهتر است.

modification of hydroxyapatite-based coating in the presence of zirconium for implant application: corrosion, structure and surface study

in this study, to improve the anti-corrosion properties of hydroxyapatite coating, zirconium has been used as an additive in different concentrations (0.1, 1 and 10 g/lit) in hydroxyapatite solution with optimal concentration and ph. the surface and electrochemical properties of coatings are compared with uncoated magnesium and magnesium covered by hydroxyapatite samples. az31 magnesium was immersed in a solution of hydroxyapatite and zirconium with different concentrations of hexafluorozirconic acid after surface treatment. the corrosion behavior of samples was studied by electrochemical impedance spectroscopy (eis) and polarization tests in 3.5 wt% sodium chloride solution. the results of electrochemical tests showed that the best corrosion behavior is related to the samples with 1 g/lit zirconium. the corrosion resistance of this sample is 8870 ω.cm2, which is significantly improved compared to the hydroxyapatite coating. the lowest corrosion current density (0.79 μa/cm2) among all samples is also belong to this coating. field emission scanning electron microscopy (fe-sem) and x-ray energy scattering spectroscopy (eds) were used to study the morphology and evaluate the chemical composition of coatings. the results of eds and fe-sem confirmed the formation of hydroxyapatite crystals and amorphous zirconium layer. contact angle test was performed to complete the surface studies of the samples. by adding 1 g/lit of zirconium to the hydroxyapatite solution, the surface became slightly more hydrophobic, which confirms the better anti-corrosion resistance.