پژوهشگران دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات خراسان رضوی (نیشابور) با استفاده از یک لایه‌ی محافظ در برابر محیط‌های خورنده‌ای مانند بدن انسان، موفق به افزایش مقاومت به خوردگی فولادهای ضدزنگی شدند که در پزشکی و به خصوص در کاشت مواد، مورد استفاده قرار می‌گیرد.
نیشابور: پوشش‌های مقاوم به خوردگی برای مصارف پزشکی
فلزات، قدیمی‌ترین موادی هستند که در کاربردهای پزشکی و جراحی مورد توجه بوده‌اند. مهم‌ترین عیب این نوع از مواد، اثر منفی یون‌های فلزی آزاد شده بر اثر خوردگی، بر فرآیندهای بیولوژیکی بدن انسان است. گفتنی است که در بین عناصر به کار رفته در فولادهای ضدزنگ رایج، نیکل و کروم عناصر زیان آوری هستند. بنابراین بهبود رفتار خوردگی آن‌ها اهمیت ویژه‌ای دارد. پوشش دهی سطح مواد کاشتنی با مواد زیست سازگار یکی از راه حل‌های مؤثر برای محافظت از فولادهای کاشتنی در برابر خوردگی است.
این محققان به منظور جلوگیری از اثرات منفی یون‌های فلزی آزاد شده به علت خوردگی در فرآیندهای بیولوژیکی بدن انسان، رفتار خوردگی فولاد ضدزنگ را پس از پوشش‌دهی با لایه‌های نازک پایه زیرکونیا مورد ارزیابی قرار دادند.
مهندس محسن نوروزی- کارشناس ارشد مهندسی مواد از دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات خراسان رضوی (نیشابور)- در این باره توضیح داد: «به منظور ارزیابی مناسب خوردگی، از سیال شبیه‌سازی کننده‌ی محیط بدن و پوشش‌های اکسید زیرکونیا و هیبریدی زیرکونیا-پلی متیل متاکریلات استفاده شد. بر اساس نتایج آزمایش چسبندگی، پوشش‌های اکسیدی خالص چسبندگی بهتری نسبت به پوشش‌های هیبریدی دارند. این در حالی است که با توجه نتایج خوردگی، چگالی عیوب و تخلخل برای پوشش‌های هیبریدی کمتر از اکسیدی است. با توجه به این دو نکته، ایده‌ی توسعه‌ی پوشش‌های دو لایه‌ای ترکیبی اکسیدی-هیبریدی را می‌توان مورد بررسی قرار داد؛ به گونه‌ای که برای لایه‌ی زیرین از پوشش‌های اکسیدی استفاده شود تا تضمین‌کننده چسبندگی مناسب باشد و برای لایه رویی پوشش هیبریدی انتخاب شود تا با داشتن چگالی عیوب و تخلخل کمتر، تضمین‌کننده مقاومت خوردگی باشد».
در کنار این موارد، نتایج دیگر نشان می‌دهند که با افزایش تعداد لایه‌های پوشش و در نتیجه افزایش ضخامت فیلم، مقاومت به خوردگی یکنواخت و موضعی بهبود می‌یابد. به عبارت دیگر، مکانیزم حفاظت از خوردگی، ایجاد یک سد فیزیکی در مقابل الکترولیت است. پس با افزایش ضخامت، نفوذپذیری سد فیزیکی کاهش می‌یابد و دسترسی به زیرلایه نیز مشکل‌تر خواهد شد.
نوروزی در پایان با اشاره به مراحل انجام این تحقیقات افزود: «در این تحقیقات ابتدا ذرات سرامیکی به روش سل-ژل تولید شدند و با روش چرخشی، پوشش دهی انجام گرفت. برای تهیه‌ی پوشش ترکیبی، ابتدا لایه‌ی کاملاً اکسیدی رسوب دهی و در دمای ۹۰۰ درجه سانتی‌گراد تفجوشی و سپس لایه‌ی هیبریدی اعمال و در دمای ۱۵۰ درجه سانتی‌گراد تفجوشی گردید. علت به کارگیری این فرآیند برای پوشش دهی زیرلایه‌ها بهرمندی از مزایای هر یک از لایه‌ها بود. سپس با استفاده از آزمایش‌های مختلف، پوشش و خواص آن بررسی شد. شایان ذکر است که رفتار خوردگی با روش پلاریزاسیون خطی و امپدانس مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می‌دهند که بازده محافظت از خوردگی فیلم‌های اکسیدی و هیبریدی به ترتیب %۷۹ و %۸۸ است».
نتایج این تحقیقات که با تلاش مهندس محسن نوروزی و دکتر عباس افراسیابی- محقق دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات خراسان رضوی- صورت گرفته است، در مجله Ceramics International (جلد ۴۰، شماره ۲، ماه مارس سال ۲۰۱۴، صفحات ۲۸۵۷ الی ۲۸۶۱) منتشر شده است.
