تهیه، زیست سازگاری و مقاومت به سایش ریزساختاری لایه‌های آلیاژ Zr و ZrO2 بر روی فولاد ضدزنگ ۳۱۶ L

خواص سطحی مواد کاشته‌شده نقش مهمی در کاربرد بالینی دارند. یک زیست‌ ماده ایده‌آل برای داشتن زیست سازگاری عالی و ظرفیت تحمل بار مناسب مورد نیاز است. به این منظور زیرکونیوم ریزساختاری (Zr)‏ و لایه‌های آلیاژی ZrO2 بر روی فولاد ضد زنگ ۳۱۶L (316L SS)‏ آماده شدند. ابتدا یک لایه آلیاژی Zr بر روی ۳۱۶L SS با استفاده از روش آلیاژسازی سطح پلاسما تهیه شد. و سپس یک لایه آلیاژی ZrO2 روی لایه آلیاژی Zr بعد از تابکاری در دمای ۸۵۰ درجه سانتی گراد به مدت ۳ ساعت بدست آمد. ریزساختار، زیست سازگاری و مقاومت به سایش لایه‌های آلیاژی سطحی مورد بررسی قرار گرفت.

Highlights•Zr and ZrO2 alloyed layers have been successfully prepared on 316L stainless steel.•Micro-structure has also been successfully formed on the stainless steel surface.•The alloyed layers can improve the adhesion and spreading of osteoblast cells.AbstractThe surface properties of implanted materials play critical roles in clinical application. An ideal biomaterial is required to possess both excellent biocompatibility and appropriate load-bearing capacity. To this end, microstructured zirconium (Zr) and ZrO2 alloyed layers were prepared on 316L stainless steel (316L SS). Firstly, a Zr alloyed layer was prepared on 316L SS by using plasma surface alloying technique. And then, a ZrO2 alloyed layer was obtained on the Zr alloyed layer after annealing at 850 °C for 3 h. The microstructure, biocompatibility and wear resistance of the surface alloyed layers were investigated.