جناب آقای مهندس مهدی کسائیان نائینی دانشجوی دکتری دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه علم و صنعت ایران، از رساله خود با عنوان «بررسی رفتار مکانیکی و خوردگی بیوکامپوزیت هیدروکسی‌آپاتایت/منیزیم تحت فرایند پرس‌کاری در کانال‌های همسان زاویه‌دار» به راهنمایی جناب دکتر محمد صدیقی و جناب دکتر رامین هاشمی در تاریخ 1402/02/09 ساعت 10:00 دفاع می کنند.
اساتید داور داخلی: دکتر محمودمهرداد شکریه / دکتر بهنام داودی
اساتید داور خارجی: دکتر حسن مسلمی نائینی / دکتر نادر پروین
چکیده رساله:
استفاده از منیزیم در کاربردهای پزشکی نظیر ارتوپدی و قلب و عروق به دلیل کاهش خطرات ناشی از واکنش غیرطبیعی با بدن و همچنین حذف جراحی ثانویه برای خارج کردن آن از بدن به طور گسترده‌ای مورد توجه قرار گرفته است. با این حال نرخ بالای خوردگی، خواص مکانیکی ناکافی و کاهش استحکام آن در اثر خوردگی در طول مدت زمان بهبودی استفاده از آن را با محدودیت روبرو کرده است. کامپوزیت‌سازی با کمک ذرات زیست سازگار مثل هیدروکسی‌آپاتایت و همچنین به کارگیری یک روش تغییر شکل پلاستیک شدید نظیر پرس کاری در کانال‌های همسان زاویه‌دار به منظور بهبود رفتار خوردگی و مکانیکی منیزیم در این رساله مورد توجه قرار گرفت. بدین منظور در ابتدا با استفاده از روش ریخته‌گری اغتشاشی به کمک همزنی مکانیکی و الکترومغناطیسی و عملیات تکمیلی اکستروژن بیوکامپوزیت 2/5 درصد وزنی هیدروکسی‌آپاتایت/منیزیم ساخته شد. سپس با انجام آزمون‌های فشار گرم در دما و نرخ‌های کرنش مختلف و ترسیم نقشه‌های فرایند دو و سه بعدی مربوط به بیوکامپوزیت بازه دمایی بین 305 تا 345 درجه سانتی‌گراد و نرخ کرنش 0/1 بر ثانیه منطقه مطلوب جهت انجام فرایند انتخاب گردید. علاوه‌بر آن با استفاده پارامتر زنر- هولمون و ضرایب آن، مدلی جهت پیش‌بینی تنش جریان بیوکامپوزیت در شرایط مختلف دما، کرنش و نرخ کرنش ارائه شده است. مطالعه‌های ریزساختاری بر روی نمونه‌های منیزیم خالص و بیوکامپوزیت با شرایط مختلف نشان داد در اثر اضافه کردن ذرات هیدروکسی‌آپاتایت و اعمال چهار پاس فرایند پرس کاری اندازه دانه از حدود 60 میکرومتر برای منیزیم خالص به زیر 5 میکرومتر کاهش یافته است. علاوه بر این، افزایش 21% و 13% استحکام نهایی فشاری و کششی نسبت به بیوکامپوزیت اکسترود شده نشان دهنده تاثیر مطلوب چهار پاس پرس‌کاری بر خواص مکانیکی بیوکامپوزیت دارد. نتایج آزمون خوردگی پتانسیوداینامیک پلاریزاسیون نشان می‌دهد افزودن هیدروکسی‌آپاتایت سبب کاهش 35 درصدی نرخ خوردگی شده و این درصد کاهش با اعمال فرایند پرس‌کاری به 62 درصد رسیده است. همچنین مطابق با آزمون غوطه‌وری در مایع شبیه‌ساز بدن، با رسیدن نرخ خوردگی بیوکامپوزیت چهار پاس پرس‌کاری شده به حدود 3 میلی‌متر در سال، سبب حفظ یکپارچگی مکانیکی شده است. به طوری‌که 14روز غوطه‌وری تنها سبب افت 12 و 10 درصدی تنش تسلیم فشاری و استحکام نهایی فشاری شد.
