Characterization of ultra high molecular weight polyetylene (UHMWPE) modified by metal-gas hybrid ion implantation technique
Metal-gaz hibrit iyon implantasyon tekniğiyle modifiye edilmiş yüksek atomik kütleli polietilenin karakterizasyonu
- Tez No: 184900
- Danışmanlar: DOÇ.DR. FUNDA TIHMINLIOĞLU, PROF. AHMET ÖZTARHAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Polimer Bilim ve Teknolojisi, Polymer Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2006
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 89
Özet
Adı-Soyadı: adiye Emel SOKULLU URKAÇOkul: zmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüAnabilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisli iProgramı: Malzeme Bilimi (Yüksek Lisans)Tez Ba lı ı: Metal Gaz Hibrit yon mplantasyon Tekni iyle ModifiyeEdilmi Yüksek Atomik Kütleli Polietilenin KarakterizasyonuÖZETBu çalı ma MEVVA iyon kayna ı ile üretilmi metal gaz hibrit iyonimplantasyonu yöntemiyle Yüksek Atomik Kütleli Polietilen malzemeninözelliklerinin iyile tirilmesine yönelik yapılan i lem öncesi ve sonrası malzemeninkarakterizasyon çalı masının sonuçlarını incelemektedir. Yüksek Atomik KütleliPolietilen üzerine, Ag ve Ag+N iyonlarıyla MEVVA tekni i kullanılarak hibrit iyonimplantasyon yapılmı tır. yonlar, 30kV voltajla hızlandırılmı tır ve 1017 ion/cm2akıyla gönderilmi tir.mplantasyon yapılmı malzemelerde iyon konsantrasyonu da ılımı, SRIM veGeri Saçılma Spektrometresi (RBS) yöntemleriyle analiz edilmi tir. lem görmü vegörmemi numuneler, Fourier Dönü ümlü Kızılötesi (FT-IR) Spektroskopi, RamanSpektroskopi, Optik Fotospektroskopi (OAP), Termal Gravimetrik Analiz (TGA),Diferansiyel Taramalı Kalorimetri (DSC), X-I ını Kırılması Analizi (XRD), AtomikGüç Mikroskobu (AFM), Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM), Optik Mikroskop(OM), Shore-D cihazı ve Gonyometre cihazlarıyla karakterize edilmi tir.RBS analizinin sonuçları, Ag iyonlarının, Ag implante edilmi örnekte,yüzeyden 32 +15 nm., Ag+N implante edilmi örnekte ise yüzeyden 42 +15 nm.derinlikte oldu unu göstermektedir. ATR-FTIR analiz sonuçları, Yüksek AtomikKütleli Polietilen yüzeyinde implantasyon sonucu dehidrojenasyon olu tu unu vekarbon atomları arasında gerçekle en çapraz ba lanmalar neticesinde C=C baolu umunun arttı ını göstermektedir. OAP ve Raman spektrum sonuçları, kimyasalyapının implantasyon sonrası de i ti ine i aret etmektedir.Termal karakterizasyon ı ı ında, kristallik yüzdesi, bozunmanın ba lama &sonlanma noktaları ve sertlik ölçümleri ı ı ında, sertlik de erlerinde artıgözlenmektedir. Yüzey topografisi incelemesi sonucu, implantasyon sonrasıpürüzsüzlü ün arttı ı ve buna ba lı olarak ıslaklık de erlerinin geli ti igözlenmektedir.Sonuç olarak çalı ma, Ag ve Ag+N hibrit iyon implantasyonunun, YüksekAtomik Kütleli Polietilen malzemeye ba arıyla uygulanabilece ini ve elde edilensonucun anahtar özellikler üzerinde etkili oldu unu göstermektedir.
Özet (Çeviri)
Name: adiye Emel SOKULLU URKAÇSchool: zmir Institute of TechnologyDepartment: Materials Science and EngineeringMajor: Materials Science (Master)Title of Thesis: Characterization of Ultra High Molecular Weight Polyethylene(UHMWPE) Modified By Metal-Gas Hybrid Ion ImplantationTechniqueABSTRACTThe aim of this work was the characterization of the surface modified UltraHigh Molecular Weight Polyethylene (UHMWPE) in order to understand the effect ofion implantation technique on the properties of this material. The samples were Agand Ag+N hybrid ion implanted by using MEVVA (Metal Vapour Vacuum Arc) ionimplantation technique with a fluence of 10 17 ions/cm2, extraction voltage of 30 kV.Untreated and surface treated samples were investigated by Stopping andRange of Ions into Matters (SRIM), Rutherford Back Scattered Analysis (RBS),Attenuated Total Reflection - Fourier Transform Infrared (ATR/FT-IR)Spectroscopy, Raman Spectroscopy, Optical Absorption Photospectroscopy (OAP),Thermo Gravimetry Analysis (TGA), Differential Scanning Calorimetry (DSC), X-Ray Diffraction (XRD) Analysis, Atomic Force Microscopy (AFM), ScanningElectron Microscopy (SEM), Optical Microscopy (OM), Micro-hardness and ContactAngle Measurement.The results of RBS analysis show that Ag ions were detected up to 32 +15 nmafter Ag implantation, and 42 +15 nm after Ag+N implantation., underneath thesurface. ATR- FTIR chemical characterization analyses results indicated that theeffect of implantation on UHMWPE surfaces caused dehydrogenation of polymerwith an increase of C=C bond formation which results in enriching the crosslinkingcarbon atoms on the surface. Optical Absorption Photospectroscopy and Ramanspectrum suggests that the chemical structure of UHMWPE has changed afterimplantation.The characterization results showed that the ion bombardment induced anincrease in the % crystallinity, onset and termination degradation temperatures ofUHMWPE obtained by thermal analyses, an increase in hardness, and surfacewettability and a decrease in roughness of the polymer. The surface topographyresults can be attributed to the implantation inducing surface roughness decreasingdue to the better wettability properties of surfaces obtained after implantation.In conclusion, this study has shown that ion implantation represents apowerful tool on modifying key properties on UHMWPE surfaces.
Benzer Tezler
- Kalça eklem protezleri yapımında kullanılacak olan ultra molekül ağırlıklı polietilen (UMAPE) yüzeylere kayganlık kazandırmak için kontrollü olarak poli(akrilik asit) (PAA) aşılanması
Controlled grafting of poly (Acrylic acid) from ultra high molecular weight polyethylene (UHMWPE) surfaces to impart lubrication to hip implants
AYŞE BAKAR ATICI
Doktora
Türkçe
2018
BiyoteknolojiHacettepe ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OLGUN GÜVEN
DR. EBRU ORAL
- Production of ultra high molecular weight Poly-ethylene / Butyl Rubber fibers via electrospinning
Electrospinning yöntemi ile ultra yüksek moleküler ağırlıklı polietilen (UHMWPE) / bütil kauçuk karışımından lif eldesi
YAHYA ÇAĞRI ÖZTAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Makine MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SABRİ ALTINTAŞ
- Preparation of ultra high molecular weight polyethylene foam and conducting composite with polypyrrole
Çok yüksek molekül ağırlıklı polietilen köpük ve polipirol ile iletken kompozit hazırlanması
BAHATTİN AYDINLI
Yüksek Lisans
İngilizce
1994
KimyaOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TEOMAN TİNÇER
- C vitamini kullanılarak indirgenmiş grafen oksit (Rgoc) katkılı ultra yüksek moleküler ağırlıklı polietilen (Uhmwpe) kompozitlerin üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of ultra high molecular weight polyethylene (Uhmwpe) composites with reduced graphene oxide (Rgoc) using vitamin c
ALİME ÇOLAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
BiyomühendislikBilecik Şeyh Edebali ÜniversitesiBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ FERDA MİNDİVAN
- Preparation and characterization of ultra high molecular weight polyethylene and polyisoprene solvent cast blend films
Çok yüksek molekül ağırlıklı polietilen ve poliizopren çözelti karışımlarından elde edilen filmlerin özellikleri
ALİ ERKAN AKINAY