Development of a glass-ceramic for biomedical applications
Biyomedikal uygulamalar için bir cam seramiğin geliştirilmesi
- Tez No: 246786
- Danışmanlar: PROF. DR. ABDULLAH ÖZTÜRK
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Metalurji Mühendisliği, 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: 199
Özet
Esas itibariyle apatit [Ca10(PO4)6(O,F2)] ve wollastonit [CaO·SiO2] kirstallerini içeren cam-seramikler, (A-W cam-seramikleri) MgO-CaO-SiO2-P2O5-F sistemindeki camların kontrollü olarak kristalleştirilmesi suretiyle üretildi. Camların kristalleşmiş hallerinde oluşmuş fazlar toz X-ışınları kırınım analiziyle belirlendi. Elde edilen cam-seramiklerin kristal morfolojileri tarama bir elektron mikroskobu (SEM) kullanılarak incelendi. Camın kristalleşme aktivasyon enerjisi, (E), Avrami parametresi (n), ve frekans faktöründen meydana gelen kristalleşme kinetik parametreleri düşük miktarda TiO2 ilavelerine bağlı olarak sabit olmayan difransiyel termal analiz yöntemiyle belirlendi. Apatit ve wollastonit için belirlenen E ve n değerleri sırasıyla 460 kJ/mol ve 433 kJ/mol, ve 3.1±0.1 ve 1.5±0.1 idi. Başlangıç camına ağırlıkça %4 TiO2 ilave edildiği zaman apatit ve wollastonit'in E değerleri sırasıyla 408 ve 320 kJ/mol'e düştü; fakat n değerleri sırasıyla 3.1±0.1'den 3.3±0.1'a ve 1.5±0.1'dan 1.9±0.1'a arttı. TiO2'nin bu cam sisteminde apatit ve wollastonit'in oluşmasını arttıran etkili bir çekirdekleyici unsur olduğu belirlendi.A-W cam seramiklerin indentasyon mikrosertliğinde ve tribolojik özelliklerinde yapıya bağlı değişimler kanıtlandı. Yüzeydeki indentasyon mikrosertliği 650±12 HV idi. Fakat yüzeyden içeriye doğru derinlik mesafesi arttıkça azaldı ve yüzeyin 0.5 mm altındaki mesafede 520±8 HV oldu. Yüzeydeki aşınma hızı 0.7±0.05 ×10-4 mm3/Nm idi, fakat yüzeyden içeriye doğru derinlik mesafesi arttıkça arttı ve yüzeyin 0.5 mm altındaki mesafede 2.9±0.15 ×10-4 mm3/Nm oldu. A-W cam-seramiklerin tribolojik özellikleri ticari olarak elde edilebilir IPS Empress 2®, Cergo Pressable Ceramic®, Cerco Ceram®, Super porcelain EX-3®, ve dana dişi'nin tribolojik özellikleri ile karşılaştırıldı. A-W cam seramiklerin aşınma hızının, sürtünme katsayısının ve aşınma mekanizmalarının halen kullanılmakta olan yapay diş malzemelerininkilerine benzerdi.
Özet (Çeviri)
The glass-ceramics containing apatite [Ca10(PO4)6(O,F2)] and wollastonite [CaO·SiO2] crystals as the predominant crystalline phases, (A-W glass-ceramics) were produced through controlled crystallization of the glasses in the MgO-CaO-SiO2-P2O5-F system. Phases formed in the crystallized counterpart of the glasses were identified by powder X-ray diffraction (XRD) analysis. The crystal morphology of the resultant glass-ceramics was examined using a scanning electron microscope (SEM). The crystallization kinetic parameters consisting of the activation energy for crystallization, (E), the Avrami parameter, (n), and frequency factor of the glass were determined with regard to small amount of TiO2 additions using non-isothermal differential thermal analysis (DTA). The values for E and n for apatite and wollastonite were 460 kJ/mol and 433 kJ/mol, and 3.1±0.1 and 1.5±0.1, respectively. When 4 wt% TiO2 was incorporated into the base glass, the values for E decreased to 408 and 320 kJ/mol for apatite and wollastonite, respectively; but the values for n increased from 3.1±0.1 to 3.3±0.1, and from 1.5±0.1 to 1.9±0.1 for apatite and wollastonite, respectively. TiO2 is an effective nucleating agent in this glass system for promoting the precipitation of both apatite and wollastonite crystals.Structure oriented changes in the indentation microhardness and tribological properties of the A-W glass-ceramics were evidenced. The microhardness at the free surface was 650±12 HV, but decreased with increasing depth distance from the free surface and attained 520±8 HV at a distance 0.5 mm below the free surface. The wear rate at the free surface was 0.7±0.05 ×10-4 mm3/Nm, but increased as the distance from the free surface increased and became 2.9±0.15 ×10-4 mm3/Nm at a distance 0.5 mm below the free surface. Tribological properties of the A-W glass-ceramics were compared with those of commercially available dental ceramics including IPS Empress 2®, Cergo Pressable Ceramic®, Cerco Ceram®, Super porcelain EX-3®, and bovine enamel. The wear rate, friction coefficient, and wear mechanisms of the A-W glass-ceramics were similar to currently used artificial dental materials.
Benzer Tezler
- LS2 (Li2O.2SiO2) - LZS (Li2O.ZnO.SiO2) Cam-Seramiklerinin Kontrollü Kristalizasyon Davranışları Ve Mikroyapılarına P2O5 İlavesinin Etkisi
The Effect Of P2O5 On The Controlled Crystallization And Microstructure Of LS2 (Li2O.2SiO2) - LZS (Li2O.ZnO.SiO2) Glass-Ceramics
AYLİN KARCI
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERDEM DEMİRKESEN
- Al2O3 ZrO2 CeO2 kompozitlerinin spark plazma sinterleme (SPS)yöntemi ile üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of Al2O3 ZrO2 CeO2 composites by spark plasma sintering (SPS)
BETÜL ZEYNEP BİLGİÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜLTEKİN GÖLLER
- Genleştirilmiş cam takviyeli sintaktik köpük malzemenin üretimi, içyapı ve mekanik özelliklerinin incelenmesi
Production and characterġzation of syntactik metalfoam
BÜŞRA ŞAHİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİ GÖKŞENLİ
- Development of a bioactive glass-ceramic co-doped with lanthanum and boron and its biological in vitro studies for bone regeneration applications
Lantan ve bor katkılı biyoaktif cam seramik geliştirilmesi ve kemik rejenerasyonu uygulamaları için in-vitro biyolojik çalışmaları
RIHAB BADRADDIN SHUKUR AL-AKASHI
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Mühendislik BilimleriKarabük ÜniversitesiBiyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERKAN KOÇ
- Nadir toprak iyonları ile katkılandırılmış çinko oksit tellürit (TeO2-ZnO) camlarda beyaz ışık üretimi ve karakterizasyonu
Characterization and generation of white light in rare earth ions doped zinc oxide telluride (TeO2-ZnO) glasses
AYFER KAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÖNÜL ERYÜREK