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Characterization of bioactivity behavior and corrosion responses of hydroxyapatite-ZnO nanostructured coating deposited on NiTi shape memory alloy
Ceramics International ( IF 5.1 ) Pub Date : 2018-12-01 , DOI: 10.1016/j.ceramint.2018.08.197 Masoud Sabzi , Sadegh Moeini Far , Saeid Mersagh Dezfuli
Ceramics International ( IF 5.1 ) Pub Date : 2018-12-01 , DOI: 10.1016/j.ceramint.2018.08.197 Masoud Sabzi , Sadegh Moeini Far , Saeid Mersagh Dezfuli
Abstract In this research, a ceramic combination of Hydroxyapatite and ZnO with a weight ratio of 50:50 was deposited on NiTi shape memory alloy by Electrophoretic Deposition Process (EPD). Deposition of the Hydroxyapatite-ZnO on NiTi alloy was performed by applying 50 volts for 100 s. The sintering operation was then conducted for 2 h in a furnace under an argon atmosphere at 500 °C. In the next step, the morphology and thickness of the coating were studied by Field Emission Scanning Electron Microscopy (FE-SEM). In addition, bioactivity behavior and corrosion resistance of the coating were evaluated using electrochemical tests, and the rate of the Ni ion release has been investigated in Simulated Body Fluids (SBF) solution. The FE-SEM observations on the morphology of the Hydroxyapatite-ZnO ceramic nanostructured coating revealed that a non-crack coating with approximate 135 µm thickness was deposited on the NiTi alloy. The results also showed that the Hydroxyapatite-ZnO nanostructured coating leads to the formation of ion exchange barrier on the NiTi alloy surface which acts well as a barrier to penetrating nickel ions in the body fluid, in such a way that the corrosion resistances of NiTi alloy has been increased significantly in the presence of Hydroxyapatite-ZnO coating. Also, the adhesion strength of the Hydroxyapatite-ZnO ceramic nanostructured coating on NiTi shape memory alloy was highly desirable (about 25.4 ± 0.1 MPa).
中文翻译:
沉积在 NiTi 形状记忆合金上的羟基磷灰石-ZnO 纳米结构涂层的生物活性行为和腐蚀响应表征
摘要 在这项研究中,羟基磷灰石和氧化锌的陶瓷组合,重量比为 50:50,通过电泳沉积工艺(EPD)沉积在 NiTi 形状记忆合金上。通过施加 50 伏电压 100 秒,在 NiTi 合金上沉积羟基磷灰石-ZnO。然后在 500°C 的氩气气氛下在熔炉中进行 2 小时的烧结操作。在下一步中,通过场发射扫描电子显微镜 (FE-SEM) 研究涂层的形态和厚度。此外,使用电化学测试评估了涂层的生物活性行为和耐腐蚀性,并在模拟体液 (SBF) 溶液中研究了 Ni 离子释放的速率。FE-SEM 对羟基磷灰石-ZnO 陶瓷纳米结构涂层形态的观察表明,在 NiTi 合金上沉积了约 135 µm 厚的无裂纹涂层。结果还表明,羟基磷灰石-ZnO 纳米结构涂层导致在 NiTi 合金表面形成离子交换屏障,作为渗透体液中镍离子的屏障,从而使耐腐蚀性能在羟基磷灰石-ZnO 涂层的存在下,NiTi 合金的显着增加。此外,NiTi 形状记忆合金上羟基磷灰石-ZnO 陶瓷纳米结构涂层的粘附强度非常理想(约 25.4 ± 0.1 MPa)。结果还表明,羟基磷灰石-ZnO 纳米结构涂层导致在 NiTi 合金表面形成离子交换屏障,作为渗透体液中镍离子的屏障,从而使耐腐蚀性能在羟基磷灰石-ZnO 涂层的存在下,NiTi 合金的显着增加。此外,NiTi 形状记忆合金上羟基磷灰石-ZnO 陶瓷纳米结构涂层的粘附强度非常理想(约 25.4 ± 0.1 MPa)。结果还表明,羟基磷灰石-ZnO 纳米结构涂层导致在 NiTi 合金表面形成离子交换屏障,作为渗透体液中镍离子的屏障,从而使耐腐蚀性能在羟基磷灰石-ZnO 涂层的存在下,NiTi 合金的显着增加。此外,NiTi 形状记忆合金上羟基磷灰石-ZnO 陶瓷纳米结构涂层的粘附强度非常理想(约 25.4 ± 0.1 MPa)。
更新日期:2018-12-01
中文翻译:
沉积在 NiTi 形状记忆合金上的羟基磷灰石-ZnO 纳米结构涂层的生物活性行为和腐蚀响应表征
摘要 在这项研究中,羟基磷灰石和氧化锌的陶瓷组合,重量比为 50:50,通过电泳沉积工艺(EPD)沉积在 NiTi 形状记忆合金上。通过施加 50 伏电压 100 秒,在 NiTi 合金上沉积羟基磷灰石-ZnO。然后在 500°C 的氩气气氛下在熔炉中进行 2 小时的烧结操作。在下一步中,通过场发射扫描电子显微镜 (FE-SEM) 研究涂层的形态和厚度。此外,使用电化学测试评估了涂层的生物活性行为和耐腐蚀性,并在模拟体液 (SBF) 溶液中研究了 Ni 离子释放的速率。FE-SEM 对羟基磷灰石-ZnO 陶瓷纳米结构涂层形态的观察表明,在 NiTi 合金上沉积了约 135 µm 厚的无裂纹涂层。结果还表明,羟基磷灰石-ZnO 纳米结构涂层导致在 NiTi 合金表面形成离子交换屏障,作为渗透体液中镍离子的屏障,从而使耐腐蚀性能在羟基磷灰石-ZnO 涂层的存在下,NiTi 合金的显着增加。此外,NiTi 形状记忆合金上羟基磷灰石-ZnO 陶瓷纳米结构涂层的粘附强度非常理想(约 25.4 ± 0.1 MPa)。结果还表明,羟基磷灰石-ZnO 纳米结构涂层导致在 NiTi 合金表面形成离子交换屏障,作为渗透体液中镍离子的屏障,从而使耐腐蚀性能在羟基磷灰石-ZnO 涂层的存在下,NiTi 合金的显着增加。此外,NiTi 形状记忆合金上羟基磷灰石-ZnO 陶瓷纳米结构涂层的粘附强度非常理想(约 25.4 ± 0.1 MPa)。结果还表明,羟基磷灰石-ZnO 纳米结构涂层导致在 NiTi 合金表面形成离子交换屏障,作为渗透体液中镍离子的屏障,从而使耐腐蚀性能在羟基磷灰石-ZnO 涂层的存在下,NiTi 合金的显着增加。此外,NiTi 形状记忆合金上羟基磷灰石-ZnO 陶瓷纳米结构涂层的粘附强度非常理想(约 25.4 ± 0.1 MPa)。