1403/01/27
معین طاهری

معین طاهری

مرتبه علمی: دانشیار
ارکید: https://orcid.org/0000-0001-6583-3925
تحصیلات: دکترای تخصصی
اسکاپوس: 25640173900
دانشکده: دانشکده فنی مهندسی
نشانی: دانشگاه اراک، گروه مهندسی مکانیک
تلفن: 086-32625724

مشخصات پژوهش

عنوان
بررسی خواص مکانیکی مؤثر بیوسرامیک آلومینا-زیرکونیا در کاربردهای زیست پزشکی به کمک روش‌های شبیه‌سازی اتمی و تجربی
نوع پژوهش
پایان نامه های تقاضا محور و غیر تقاضا محور
کلیدواژه‌ها
کامپوزیت آلومینا-زیرکونیا، دینامیک مولکولی، خواص مکانیکی ، بیوسرامیک
سال 1402
پژوهشگران معین طاهری(استاد راهنما)، حامد فرجی(دانشجو)

چکیده

سرامیک‌های مبتنی بر آلومینا یا زیرکونیا و همچنین کامپوزیت‌های آلومینا-زیرکونیا پرمصرف‌ترین سرامیک‌های زیست پزشکی برای کاربردهای ساختاری هستند. کامپوزیت‌های آلومینا-زیرکونیا از خواص مکانیکی بسیار مطلوبی از جمله استحکام و چقرمگی بالا را نشان برخوردار می‌باشند. در این پژوهش به مطالعه خواص مکانیکی بیوسرامیک آلومینا-زیرکونیا به کمک روش‌ شبیه‌سازی دینامیک مولکولی و روش‌های تجربی پرداخته شده است. باتوجه به روش‌های نوین در جهت انتخاب مواد برای انجام پروتزها و ایمپلنت‌ها بررسی دقیق‌تر خواص مکانیکی بیوسرامیک‌ها با روش‌های اتمی از اهمیت بالایی برخوردار است. اغلب مدل‌سازی و شبیه‌سازی‌های نانو با استفاده از روش‌های مکانیک کلاسیک می‌باشند. اما شبیه‌سازی‌های دینامیک مولکولی برخلاف مکانیک محیط‌های پیوسته به خاطر در نظر گرفتن پتانسیل‌های بین اتمی یا همان نیروهای بین اتمی نتایج دقیق‌تری می‌دهد. در این پژوهش از آزمایش نانوفرورفتگی به‌منظور استخراج سختی و مدول الاستیک نمونه بیوسرامیک مورد نظر استفاده شده است. همچنین در این پژوهش برای تشخیص فازها و تعیین اندازه کریستال‌ها به منظور مدل‌سازی ساختار بیوسرامیک آلومینا-زیرکونیا از آزمون پراش اشعه ایکس و سپس نرم‌افزار اتمسک استفاده شده است. به کمک نرم‌افزار لمپس و اعمال نیرو با استفاده از فرورونده الماس برکوویچ به ساختار بیوسرامیک آلومینا-زیرکونیا مدل شده به منظور استخراج خواص مکانیکی مورد بررسی قرار گرفته است. در آخر به‌منظور انجام صحت سنجی، نتایج حاصل از شبیه‌سازی با نتایج حاصل از آزمایش تجربی (آزمایش نانوفرورفتگی) مقایسه شدند. در آخر پتانسیل جدید به منظور بهبود خواص مکانیکی این بیوسرامیک ارائه شده است. همچنین استخراج معادله رفتاری تنش-کرنش بیوسرامیک آلومینا-زیرکونیا مورد توجه قرار گرفته ‌است.