در اين اختراع باساخت و بررسي خواص مكانيكي و زيست سازگاري كامپوزيت PEEK/SCF/nano SiO2 از اين كامپوزيت به عنوان جايگزين آلياژهاي بكار رونده جهت كاربردهاي ارتوپدي از جمله صفحات تثبيت كننده استخوان و سيستم Hip مي توان پيشنهاد داد. در ابتدا پس از ساخت اين كامپوزيت با استفاده از ميكروسكوپ الكتروني روبشي(SEM) صحت توزيع مناسب فيبر كربن و ذرات پر كننده سيليكا مورد بررسي قرار گرفت سپس با انجام تست نانو nanoindentation و nanoscratch و سايش قطعات و ميكرو سختي به بررسي خواص مكانيكي پرداختيم. مشخص شد خواص مكانيكي بدست آمده بسيار متناسب با استخوان است از اينرو جايگزين مناسب فلزات از جمله فولاد و تيتانيوم با مدول الاستيك بسيار بالا جهت كاربردهاي ارتوپدي مي باشد. از طرف ديگر با بررسي رفتار بيولوژيكي قطعات كامپوزيتي به زيست سازگار بودن آين دسته از مواد كامپوزيتي پي برده شد.

كراس¬آرم كامپوزيتي بدون نياز به مقره، از كامپوزيت زمينه پليمري(PMC) به روش پالتروژن تهيه شده است. اين كامپوزيت¬ها از مواد پليمري نظير انواع پلي استر و اپوكسي به همراه تقويت¬كننده¬هاي نظير الياف شيشه يا كربن توليد مي¬شوند. با كاربرد كامپوزيت¬هاي زمينه پليمري در انتقال و توزيع برق به علت نارسانا بودن نيازي به استفاده از مقره نخواهد¬بود و بدون هيچگونه تغييري در خط انتقال يا توزيع جايگزين مي¬شود. مقاومت به خوردگي عالي، استحكام ويژه بالا، سبكي و زيبايي از برجستگي¬هاي تكتيكي كراس¬آرم كامپوزيتي مي¬باشد. استفاده از كراس آرم هاي فلزي به دلايل مختلف نظير رسانايي، خوردگي، سنگيني و .. مشكلات زيادي در بر دارد.

هدف از اين طرح، افزايش استحكام اتصال دو فلز سبك آلومينيوم و منيزيم در حالت جامد با طرح اتصال لبه روي هم مي باشد. اين طرح در جهت حل مشكل اتصال دو فلز غير هم جنس بسيار پر مصرف در صنايع هوافضا و خودروسازي مي باشد. اتصال غير هم جنس آلومينيوم و منيزيم بسيار دشوار بوده و استحكام اتصالات آن بسيار كم مي باشد. زمينه هاي فني مرتبط با اين طرح، مكانيك ساخت و توليد و متالورژي مي باشد. در سال هاي اخير، سبك سازي سازه هاي مرتبط با حمل و نقل به يكي از مهمترين اهداف مهندسين و محققين تبديل شده است. منيزيم و آلومينيم با دانسيته هاي gr/cm3 7/1 و gr/cm3 7/2 به ترتيب اولين و دومين فلزات مهندسي سبك به شمار مي روند كه كاربردهاي آن در تجهيزات و وسايل مربوط به حمل و نقل با رشد چشمگيري همراه است و در سازه هاي مرتبط با حمل و نقل (هوايي، زميني، ريلي و دريايي) در راستاي رسيدن به هدف سبك سازي، اتصال غير مشابه آلومينيوم و منيزيم اهميت پيدا مي كند. اتصال آلومينيوم و منيزيم در داخل كابين هاي هواپيما، در پنل هاي درب و صندلي خودروهاي جديد، در بدنه ماهواره هاي فضايي كاربرد بسيار زيادي دارد. در اين طرح اتصال آلومينيوم و منيزيم در حالت جامد و بدون ذوب شدت سطوح اتصال انجام شده است. در جوشكاري اصطكاكي اغتشاشي از يك ابزار فولادي چرخنده براي آميختگي مكانيكي سطوح دو ورق آلومينيوم و منيزيم و ايجاد اتصال مكانيكي-متالورژيكي استفاده مي گردد. در اين طرح، در ابتدا ابزار جوشكاري با دو نوع پين مثلثي و استوانه اي طراحي گرديد سپس فيكسچر مخصوص با يك صفطه فلزي پشت بند و دو كلمپ طراحي گرديد و با استفاده از فرآيندهاي كف تراشي، فرز، سراخكاري و سنگ تجهيزات مورد نياز ساخته شد. در اين طرح ابتدا فيكسچر بر روي ميز فرز بسته مي شود و سپس ورق هاي آلومينيوم و منيزيم بر روي آن قرار گرفته و ثابت مي گردد و ابزار چرخنده وارد ورق بالايي شده و با اختلاط مكانيكي آن با ورق پاييني عمل اتصال را انجام مي دهد. براي افزايش استحكام اتصال ايده تغيير طراحي ابزار فولادي به كار گرفته شد، به گونه اي كه با ايزار فولادي با پين مثلثي نسبت به ابزار با پين استوانه اي، استحكام اتصال افزايش داده شد از طرف ديگر با انتخاب منيزيم به عنوان ورق بالايي و همچنين تغيير جهت چرخش ابزار نيز استحكام اتصالات ايجاد شده افزايش داده شد. اين طرح داراي مزاياي زير است: •\\\\tافزايش استحكام اتصال با تغيير طرح پين ابزار •\\\\tاستفاده از ابزار با پين مثلثي و ايجاد اتصالات با استحكام بالاتر •\\\\tاعوجاج و تنش هاي پسماند كمتر در فلز متصل شده به يكديگر •\\\\tكاهش تركيبات بين فلزي در فصل مشترك اتصال •\\\\tعدم ايجاد آلودگي هاي موجود در روش هاي جوشكاري ذوبي

در پرونده خلاصه اختراع يافت نشد به شرح و توصيف پرونده رجوع شود.

با در نظرگيري نتايج تست هاي مكانيكي و بيولوژيكي حاصله از انجام تست هاي صورت گرفته بر كامپوزيت پلي اتيلن -تري كلسيم فسفات مي توان بر قابليت هاي مناسب اين ماده در موارد پزشكي متعدد در ارتباط با بافت هاي استخواني اذعان داشت. اين ماده كاملا زيست سازگار بوده و قابليت بكارگيري در محيط بدن را بدون پس زدگي از جانب بافت دارد.وجود فازسراميكي تري كلسيم فسفات در اين كامپوزيت به عنوان عامل محركي براي تكثير و رشد سلول هاي استخواني به حساب مي آيد. همچنين ارائه خواص مكانيكي مشابه با استخوان آن را از لحاظ مكانيكي با استخوان سازگار نشان مي دهد.