Biyomedikal uygulamalar için Ti6Al4V ELI alaşımının anodizasyon ve PCL/GNP nanokompozit kaplamalarla yüzey özelliklerinin iyileştirilmesi
Improvement of surface properties of Ti6Al4V ELI alloy for biomedical applications via anodization and PCL/GNP nanocomposite coatings
- Tez No: 1016866
- Danışmanlar: PROF. DR. HARUN MİNDİVAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışmasında Ti6Al4V ELI alaşımının yüzeyi anodizasyonu ve daldırmalı kaplama yöntemleri ile kaplanarak, yapay vücut sıvısı (SVS) ortamında korozyon, tribokorozyon ve biyoaktivite özellikleri incelenmiştir. İki fazlı (α+β) mikro yapıya sahip Ti6AI4V ELI alaşımının yüzeyinde, %0,25 NH4F, %2,5 H2O içeren EG çözeltisi içerisinde, 30 V güç, 60 dk süre ile yapılan anodizasyon işlemi sonucunda ortalama nanotüp çap ve uzunluğu sırasıyla, 72,98 nm ve 1,13 μm olan amorf TiO2 nanotüplerin oluştuğu yapılan karakterizasyon işlemleri ile belirlenmiştir. Anodize Ti6Al4V ELI alaşımı üzerine ağ. % oranı optimize edilen (ağ. %7) Polikaprolakton (PCL) içeren polimer çözeltisi hazırlanarak daldırmalı kaplama yöntemi ile kaplama kalınlığı 1,23 µm olan Ti6Al4V ELI-PCL olarak kodlanan örnek üretilmiştir. 50,94 temas açısı değeri ile hidrofilik karakterde olan kaplama üzerine yapılan karakterizasyon işlemleri ile porların içerisine de dolan PCL ile TiO2 arasında etkileşimin sağlandığı tespit edilmiştir. Ağ. % oranı optimize edilen Grafen nanoplateletler (GNP- ağ. %0,5) içeren ağ. %7 PCL karışımından elde edilen nanokompozit çözeltisi daldırmalı kaplama yöntemi ile anodize Ti6Al4V ELI alaşımı üzerine kaplanarak 1,30 µm kaplama kalınlığına sahip Ti6Al4V -PCL/GNP şeklinde kodlanan örnek üretilmiştir. Üretilen tüm kaplamaların soy yüzeyler oluşturduğu SVS içerisinde yapılan korozyon ve tribokorozyon testlerinden belirlenmiştir. GNP' nin nano dolgu etkisinin, büyük bir katodik alan oluşturması, yüksek yük taşıma kapasitesi ve yağlayıcı etkisi sayesinde korozyona ve tribokorozyona karşı en dirençli kaplamanın Ti6Al4V ELI-PCL/GNP örneği olduğu tespit edilmiştir. Hidrofilik karakteri ile yüzeyinde hidroksiapatit oluşturma yeteneği en fazla olan kaplama örneği Ti6Al4V ELI-PCL/GNP olmuştur.
Özet (Çeviri)
In this thesis study, the surface of Ti6Al4V ELI alloy was coated using anodic oxidation and dip-coating methods, and its corrosion, tribocorrosion, and bioactivity properties were investigated in simulated body fluid (SVS) environment. Characterization analyses revealed that amorphous TiO2 nanotubes with an average diameter of 72.98 nm and a length of 1.13 μm were formed on the surface of the Ti6Al4V ELI alloy, which possesses a dual-phase (α+β) microstructure, as a result of the anodic oxidation treatment performed in an EG-based solution containing 0.25 wt. %NH4F and 2.5 wt. % H2O at 30 V for 60 minutes. A polymer solution containing polycaprolactone (PCL), whose weight percentage was optimized (7 wt.%), was prepared and deposited onto the anodized Ti6Al4V ELI alloy via the dip-coating method, producing a coating with a thickness of 1.23 µm, designated as Ti6Al4V ELI-PCL. Characterization studies demonstrated that the coating, exhibiting a hydrophilic nature with a contact angle of 50.94°, enabled effective interaction between PCL that penetrated into the pores and the TiO₂ layer. A nanocomposite solution prepared from 7 wt. %PCL containing an optimized amount of graphene nanoplatelets (GNP, 0.5 wt.%) was deposited onto the anodized Ti6Al4V ELI alloy using the dip-coating method, resulting in a coating with a thickness of 1.30 µm, designated as Ti6Al4V ELI-PCL/GNP. Corrosion and tribocorrosion tests conducted in SVS showed that all coatings exhibited passive surfaces. Owing to the nano-filler effect of GNPs providing a large cathodic area, high load-bearing capacity, and lubricating effect the Ti6Al4V ELI-PCL/GNP coating demonstrated the highest resistance to corrosion and tribocorrosion. Furthermore, due to its hydrophilic character, the Ti6Al4V ELI-PCL/GNP coating exhibited the greatest ability to induce hydroxyapatite formation on its surface.
Benzer Tezler
- Mikro-ark oksidasyon yöntemi ile kaplanmış CP-Ti ve Ti6Al4V malzemelerinin karakterizasyonu
Characterization of CP-Ti and Ti6Al4V materials coated by micro-arc oxidation method
FUNDA ALAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Metalurji MühendisliğiSakarya Uygulamalı Bilimler ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZKAN ÖZDEMİR
- Ti6Al4V yüzeyinde anodik oksidasyonla titanyum dioksit nanotüp büyütülmesi ve antibakteriyel özelliklerinin gümüş nanopartikül ve grafen oksit ile geliştirilmesi
Growth of titanium dioxide nanotubes by anodic oxidation on Ti6Al4V surface and improvement of antibacterial properties with silver nanoparticle and graphene oxide
İREM CEMRE TÜRÜ
Doktora
Türkçe
2022
Mühendislik BilimleriYıldız Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURHAN CANSEVER
- Antibakteriyel kaplama yapılmış titanyum diş implant dayanağının in vitro değerlendirilmesi
In vitro evaluation of antibacterial coated titanium dental implantabutments
SEDA GÜLER
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Biyolojiİstanbul ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NAZMİYE ÖZLEM ŞANLI
- Biyomedikal uygulamalar için üretilen alaşımların yüzey özelliklerinin geliştirilmesi
Development of the surface properties of alloys that produced for biomedical applications
ÖZGE ÖZEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Mühendislik BilimleriDokuz Eylül ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ESRA DOKUMACI
- Titanyum ve alaşımında (Tİ6AL4V) oluşturulan oksitlerin yüzey gerilimi ve korozyon davranışlarının değişimi
Corrosion behavior and surface charaterization of titinium and it alloy in vitro conditions
SEYRAN GÜNDÜZ