Structural investigation and wettability of PVD TiN coated CoCrMo orthopedic alloy
PVD TiN kaplanmış CoCrMo ortopedik alaşımının yapısal incelenmesi ve ıslanabilirliği
- Tez No: 202173
- Danışmanlar: DOÇ. DR. HÜRRİYET POLAT, PROF. DR. ORHAN ÖZTÜRK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2007
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 72
Özet
Herhangi bir katı yüzeyin sıvı ile temasa geçtiinde ıslanma nitelii olarak tanımlanan ıslanabilirlik, yüksek oranda ıslanabilen yüzeylerin hücre tutunmasının iyi olması gerei dolayısıyla biyomalzemelerin en önemli özelliklerinden biridir. Bir biyomalzeme yüzeyinin ıslanabilirlik karakteristikleri yüzey modifikasyon teknikleri ile gelitirilebilir. Bu çalımada, TiN kaplanmı CoCrMo ortopedik alaım malzemelerinin ıslanabilirlik karakteristikleri incelendi. CoCrMo alaımları 550 ºC'de 6 saat süre ile PVD kullanarak kaplandı. TiN kaplı tabakanın mikroyapısı, pürüzlülüü, kalınlıı ve kompozisyonu XRD, AFM ve SEM ile çalııldı. Islanma çalımaları, kontak açısı ve yüzey gerilim ölçümleri test sıvısı olarak saf su ve simule vücut sıvısı kullanılarak yapıldı. Kaplanmı ve kaplanmamı CoCrMo alaımlarının kontak açısı sesil damla metodu ile incelendi ve test sıvılarının yüzey gerilimi deerleri halka metodu ile ölçüldü. SEM analizleri, kolon büyütme ile düzgün TiN kaplanmı tabakaları göstermiken; XRD sonuçları, PVD kaplı TiN filmlerinin (111) oryantasyonuna sahip olduunu gösterir. AFM sonuçları, kaplanmamı yüzeylerle kıyaslandıında, TiN kaplı yüzeyler için daha yüksek pürüzlülük deerlerini göstermitir. Deneysel sonuçların TiN kaplanmı örnekler için kontak açısı deerlerinin kaplanmamılardan daha düük olduunu göstermesi, kaplanmı tabakanın daha iyi ıslandıı fikrini oluturuyor. Kontak açısı ve yüzey gerilim deerlerine dayanarak adezyon enerjisi deerleri hesaplandı; ve TiN kaplı tabakaların kaplanmamı CoCrMo alaımı ile kıyaslandıında daha iyi tutunabilme niteliine sahip olduu bulundu. Kaplanmamı örneklerin düz yüzeyleri ile kıyaslandıında, TiN kaplı örneklerin kontak açılarının düüklüü kaplanmı yüzeylerin daha pürüzlü olmasına balandı. Ayrıca, EDX analiz sonuçlarına göre kaplanmı ve kaplanmamı alaımlar karılatırıldıında, daha iyi ıslanabilirlik karakteristiklerine sahip TiN kaplı CoCrMo alaımını etkileyen dier bir faktörün de yüzey oksijen içerii olabilecei kanaatine varılmıtır.
Özet (Çeviri)
Wettability, defined as the ability of any solid surface to be wetted when in contact with a liquid, is one of the most important properties of biomaterials since highly wettable surfaces are expected to disclose better adhesion of the cells. The wettability characteristics of a biomaterial?s surface can be improved by surface modification techniques. In this study, wettability characteristics of TiN coated CoCrMo orthopedic alloy materials were investigated. CoCrMo alloys were coated with TiN using physical vapor deposition (PVD) technique at 550 ºC for 6 h. The TiN coated layer microstructure, roughness, thickness, and composition were studied by X-ray diffraction (XRD), atomic force microscopy (AFM) and scanning electron microscope (SEM). Wetting studies involved contact angle and surface tension measurements using distilled water and simulated body fluid (SBF) as test liquids. The contact angles of the coated and uncoated CoCrMo alloys were investigated by the sessile drop method and the surface tension of the test liquids was measured by the ring method. The XRD results show the PVD coated TiN films had (111) preferred orientation, while the SEM analysis indicated quite uniform TiN coated layers (about 3 m thick) with a columnar growth mode. The AFM results indicated much higher roughness values for the TiN coated surfaces compared to the uncoated ones. The experimental results show the contact angle values for the TiN coated samples is lower than the uncoated ones suggesting better wetting for the coated layer. Based on the contact angle and the surface tension values, the work of adhesion values were estimated and it was found that the TiN coated layers has better adhesion ability compared to the uncoated CoCrMo alloy. The lower contact angles for the TiN coated samples were attributed mainly to the rougher surfaces associated with the TiN coated surfaces in comparison with the relatively smooth surface of the uncoated samples. Also, based on the EDX analysis results, the surface oxygen content on the coated surface may be another factor contributing to the better wettability characteristics of the TiN coated CoCrMo alloy compared to the uncoated alloy.
Benzer Tezler
- ZnO ve TiO2'nin fiziksel buhar biriktirme (PVD) ile cam üzerinde büyütülmesi; optik, yapısal ve fotokatalitik özelliklerinin araştırılması
Growth of ZnO and TiO2 on glass by physical vapor deposition (PVD); investigation of optical, structural and photocatalytic properties
AHMET ÇETİN
Doktora
Türkçe
2024
Fizik ve Fizik MühendisliğiSivas Cumhuriyet ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ŞİMŞİR
- Gama ışınlarına maruz kalmış ZrO2 ince filmlerin karakterizasyonu
The characterization of ZrO2 thin films irradiated with gamma radiation
DEFNE ABAYLI
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Nükleer Mühendislikİstanbul Teknik ÜniversitesiNükleer Araştırmalar Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİLGÜN BAYDOĞAN
- The investigation of advanced thermoplastic composite materials in aerospace applications
Havacılık uygulamalarında ileri termoplastik kompozit malzemelerin geliştirilmesi
ZELAL YAVUZ
Doktora
İngilizce
2023
Polimer Bilim ve Teknolojisiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EMRAH ÖZENSOY
DR. DÖNÜŞ TUNCEL
- Akımsız Ni-P, Ni-B ve Ni-W-B kaplamaların yüksek sıcaklık oksidasyon ve camla etkileşim davranışlarının incelenmesi
Investigation of high temperature oxidation and glass interaction bahaviors of electroless Ni-P, Ni-B ve Ni-W-B coatings
SİNEM ERASLAN
Doktora
Türkçe
2015
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA KAMİL ÜRGEN
- Development of brazing process in ceramic matrix composites for in-space applications
Uzay uygulamalarında kullanılan seramik matrisli kompozitlerin sert lehimleme proseslerinin geliştirilmesi
EBRAR ÖZBEK EKİZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖMER SERDAR ÖZGEN