Development of sol-gel derived hydroxyapatite-titania coatings
Sol-jel yöntemiyle hidroksiapatit-titanya kaplamalarının geliştirilmesi
- Tez No: 176876
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. CANER DURUCAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyomühendislik, Metalurji Mühendisliği, Bioengineering, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2008
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 126
Özet
Titanyum alaşımları (Ti6Al4V) üzerine hidroksiapatit (Ca10(PO4)6(OH)2 veya HAp) ? titanya (TiO2) hibrid kaplamaları geliştirmek için üretim yöntemleri tayin edildi. Farklı tane boyutuna ve morfolojiye sahip HAp tozları farklı başlangıç bileşenleri kullanılarak sulu çökeltme yöntemiyle üretildi. Tozların ve kaplamaların karekterizasyonu XRD, SEM ve FTIR analizleri ile gerçekleştirildi. Hibrid kaplamalar, daha önceden sentezlenmiş HAp tozlarının titanyum-alkoksit çözeltisine katılmasını kapsayan sol-jel yöntemiyle hazırlandı. Titanya ağ, Ti-isopropoksit (Ti[OCH(CH3)2]4) bazlı solun hidroliz ve yoğunlaşma reaksiyonları sonucunda hazırlandı. Titanya sol formülünün ve kullanılan organik çözücülerin daldırma yöntemiyle kaplanmış ve 500 ºC'de kalsine edilmiş filmlerin mikroyapısına etkisi incelendi. Ethanol (C2H5OH) gibi yüksek buhar basıncına sahip çözücüler kullanıldığında kuruma sırasında oluşan yüksek makroskopik gerilim sonucu çatlaklı yapıda kaplamaların oluştuğu gözlendi. Buna karşılık titanyumdioksit sol formülünde n-propanol (CH3(CH2)2OH) ve asetil aseton (C5H8O) gibi organik çözücüler kullanılması buharlaşma ve kalsinasyon işlemleri sonrasında mikro yapısal bütünlüğünü daha iyi olan kaplamaların elde edilmesini sağlamıştır. Çok katmanlı kaplama uygulamaları ve daldırmalı kaplama çekme hızı gibi sol-jel üretim yöntemi parametrelerinde yapılan değişikliklerin hem kaplama kalınlığının 0.120 -1.1 mikron aralığında değiştirilebileceğini hem de HAp-titanya hibrid kaplamaların mikroyapısının kontrol edilebileceğini göstermiştir. Daldırma yönteminde düşük çekme hızları kullanılarak elde edilen kaplamaların ve çok katmanlı kaplamaların çatlak oluşumu yönünden zayıf olduğu gözlemlenmiştir. Bunun yanında, 400-600 ºC aralığında yüksek kalsinasyon sıcaklıkları titanyumdioksit matris ya da HAp kristal yapısında önemli bir değişikliğe yol açmamakta, fakat soğuma sırasında kaplamanın yoğunlaşmasından doğan gerilimler ve termal gerilimlerin sebep olduğu çatlak oluşumuna neden olmaktadır.
Özet (Çeviri)
A processing route for development of hydroxyapatite (Ca10(PO4)6(OH)2 or HAp)-titania (TiO2) hybrid coatings on titanium alloy (Ti6Al4V) has been established. HAp powders of different size and morphology were synthesized by aqueous precipitation techniques using different precursor couples and XRD, SEM and FTIR were performed for complete characterization. Hybrid coatings were then prepared via sol-gel by incorporating pre-synthesized HAp powders into a titanium-alkoxide dip coating solution. Titania network is formed by hydrolysis and condensation of Ti-isopropoxide (Ti[OCH(CH3)2]4) based sols. The effect of titania sol formulation, specifically the effect of organic solvents on the microstructure of the dip coated films calcined at 500 ºC has been investigated. The coatings exhibit higher tendency for cracking when a high vapor pressure solvent, such as ethanol (C2H5OH) is used causing development of higher macroscopic stresses during evaporation of the sol. Titania sol formulations replacing the solvent with n-propanol (CH3(CH2)2OH) and acetly-acetone (C5H8O) combinations enhanced the microstructural integrity of the coating during evaporation and calcination treatments. Sol-gel processing parameters such as multilayer coating application and withdrawal rate can be employed to change the titania thickness in the range of 0.120-1.1 micron and to control the microstructure of HAp-titania hybrid coatings. Slower withdraw rates and multi-layer dip coating lead to coatings more vulnerable to cracking. A high calcination temperature in the range of 400 ºC-600 ºC lead to more cracking due to combined effect of densification originated stresses and thermal stresses upon cooling.
Benzer Tezler
- Sol-jel yöntemi ile üretilmiş alümina-bovine hidroksiapatit (BHA) kompozitlerinin özellikleri ve karakterizasyonu
Properties and characterization of alumina-bovine hydroxyapatite (BHA) composites produced by sol-gel method
AZADE YELTEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2010
Metalurji Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SUAT YILMAZ
- Hedef kimyasala duyarlı floresan malzemelerin sentezi ve kimyasal sensörlerde kullanımı
Synthesis of fluorescent materials sensitive to target chemicals and usage in chemical sensors
FEHMİ KARAGÖZ
- Development and photocatalytic properties of potassium titanate nanostructure embedded resin composites
Potasyum titanat nanoyapı katkılı reçine kompozitlerin geliştirilmesi ve fotokatalitik özellikleri
DERYA KAPUSUZ
Doktora
İngilizce
2016
BiyoteknolojiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ABDULLAH ÖZTÜRK
DOÇ. DR. JONGEE PARK
- Çevre kirliliğinin izlenmesi için fiber-optik DNA biyosensörlerinin geliştirilmesi ve üretimi
Fabrication and development of fiber-optic DNA biosensors for environmental monitoring
ZEHRA BANU BAHŞİ
Doktora
Türkçe
2010
BiyomühendislikGebze Yüksek Teknoloji EnstitüsüÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET KARPUZCU
- Processing, characterization and development of rare earth doped lead magnesium niobate ferroelectric ceramic capacitors by sol-gel technique
Sol-jel tekniği kullanılarak nadir toprak katkılı kurşun magnezyum niyobat ferroelektrik seramik kapasitörlerin üretimi, karakterizasyonu ve geliştirilmesi
MEHMET FARUK EBEOĞLUGİL
Doktora
İngilizce
2011
Metalurji MühendisliğiDokuz Eylül ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERDAL ÇELİK