Geri Dön

Biyomedikal uygulamalarda kullanılan CoCrMo alaşımlarının mikro yapı ve korozyon direncine Pd katkısının araştırılması

Investigations of Pd additives on corrosion resistance and microstructure of CoCrMo alloys used biomedical applications

PDF İndir

  1. Tez No: 380316
  2. Yazar: SÜLEYMAN UZUNOĞLU
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. OSMAN ŞAHİN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2015
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Mustafa Kemal Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 147

Özet

CoCrMo alaşımları mekanik özellikleri, korozyon dirençleri, aşınma dirençleri ve biyouyumlulukları nedeniyle kalça protezi, diz ve dental malzemeler olarak en yaygın kullanılan malzemelerdir. Bu çalışmada farklı paladyum miktarına (kütlece %1.68, % 2.70 ve % 4.33 Pd) sahip CoCrMo alaşımları argon atmosferi altında hassas döküm yöntemiyle üretildi. Alaşımlar mikrosertlik, nanosertlik ve korozyon deneyleri için uygun uzunlukta kesildi. Bu alaşımların hazırlanmasından sonra, taramalı elektron mikroskobu (SEM), X-ışını kırınımı yöntemi (XRD), mikro ve nanoçentik testsleri alaşımların mekanik özelliklerini incelemek için kullanıldı. Mikroçentik testi yük aralığı 0.245 N ile 9.8 N arasında değişen Vickers ve Knoop uçları kullanılarak gerçekleştirildi. Alaşımlar belirgin şekilde yüke bağımlılık gösterdi (örneğin çentik boyutu etkisi, (ÇBE)). Mikrosertlik deneyi sonuçları Meyer Kanunu, Orantılı Numune Direnci Modeli, Düzeltilmiş Orantılı Numune Direnci Modeli, Hays-Kendall vb. modeller kullanılarak analiz edildi. Yükten bağımsız sertliğin hesaplaması için en iyi model Hays-Kendall Modeli olarak bulundu. Statik sertlik deneylerinden Pd-1, Pd-2 ve Pd-3 alaşımlarına ait elastik modül değerleri sırasıyla 418.4, 408.9 ve 364.5 GPa'dır. Paladyum katkısının artmasıyla elastik modülün azaldığı gözlendi. Bu alaşımların nanoçentik sertliği 1000 ile 10000 μN artan yük aralığında ölçüldü. Nanoçentik testi tamamen ayarlanmış (Hysitron TI-950 Triboindenter) Berkovich uç kullanılarak gerçekleştirildi. Yük-yerdeğiştirme eğrilerinin analizinde en yaygın olan Oliver-Pharr Metodu kullanıldı. Mikrosertliğin aksine, nanosertlik deney sonuçları, uygulanan çentik test yükünün artmasıyla (ters çentik boyutu etkisi) nanosertliğin arttığını açıkça ortaya koydu. Mikrosertlik gibi nanosertlik sonuçları da Meyer Kanunu, Orantılı Numune Direnci Modeli, Düzeltilmiş Orantılı Numune Direnci Modeli, Hays-Kendall vb. modeller kullanılarak analiz edildi. Bu çalışmada nanosertlik değerleri sırasıyla Pd-1, Pd-2 ve Pd-3 için 6.83, 6.20 ve 5.67 GPa'dır. Dinamik sertlik deneylerinden Pd-1, Pd-2 ve Pd-3 alaşımlarına ait elastik modül değerleri sırasıyla 260.6, 252.2 ve 232.4 GPa'dır. Paladyum katkısının artmasıyla elastik modülün azaldığı gözlendi. Polarizasyon testleri % 0.09'luk NaCl çözeltisinde yapıldı. Polarizasyon tarama hızı 1 mVs-1 olarak seçildi ve potansiyel aralığı -500 ile +250 mV aralığında belirlendi. Pd-1, Pd-2 ve Pd-3 alaşımları için korozyon potansiyeli, korozyon akımı ve lineer polarizasyon direnci Tafel Metodu ile belirlendi. Artan Pd oranı ile korozyon direncinin arttığı gözlendi.

Özet (Çeviri)

CoCrMo alloys are one of the most commonly used materials for hip arthroplasty, knee and dental materials because of its mechanical properties, corrosion resistance, wear resistance and biocompability. There for, in this study CoCrMo alloys having different palladium amount (mass %1.68, %2.70 and %4.33 Pd) produced by investment casting method under argon atmosphere. The alloys were cut in proper length for microhardness, nanohardness and corrosion experiments. After preperation of these alloys, scanning electron microscopy (SEM), X-ray difraction method (XRD), micro and nanoindentation test were used to examine the mechanical properties of the alloys. Microindentation test were carried out using Vickers and Knoop indenter that the loads ranging 0.245 to 9.8N. Both Vickers and Knoop indenters were used, the alloys exhibit significant load-dependence (i.e indentation size effect, (ISE)). The experimental microhardness results were analyzed by Meyer's law, Propertional Specimen Resistance model, Modified Propertional Specimen Resistance Model, Hays-Kendall etc. model. The best model for the load independent microhardness calculation is our case was found to be Hays-Kendall Model. The elastic modulus values obtained from static hardness experiments of Pd-1, Pd-2 and Pd-3 alloys were found 418.4, 408.9 and 364.5 GPa respectively. Consequently, the elastic modulus decreases with increasing palladium contribution. The nanoindentation hardness of these alloys were measured in the peak load range from 1000 to 10000 μN. The nanoindentation test were conducted with a Berkovich indenter using a fully calibrated (Hysitron TI-950 Triboindenter). The most common Oliver-Pharr Method used the analysis of load-displacement curves. Unlike the microhardness, nanohardness experimental results revealed that apparent nanohardness increases with increasing applied indentation test load (reverse indentation size effect (RISE)). Same as the microhardness, nanohardness results were analyzed by Meyer's law, Propertional Specimen Resistance Model, Modified Propertional Specimen Resistance Model, Hays-Kendall etc. model. In the present study the corresponding naohardness values were 6.83, 6.20, and 5.67 GPa for Pd-1, Pd-2, and Pd-3, respectively. The elastic modulus values obtained from dynamic hardness experiments of Pd-1, Pd-2 and Pd-3 alloys were found 260.6, 252.2 and 232.4 GPa respectively. Consequently, the elastic modulus decreases with increasing palladium contribution. The polarization tests were carried out at NaCl solution (mass % 0.09). The potentional scan rate chosen was 1 mVs-1 and the potentional range were identified from -500 to +250 mV. Corrosion potential, corrosion current and lineer polarization resistance of Pd-1, Pd-2 and Pd-3 were determined by the Tafel Method. The results showed us corrosion resistance increases with increasing Pd ratio.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    495267

    Biyomedikal uygulamalarda kullanılan fonksiyonel polimerlerin sitotoksisitelerinin incelenmesi

    Investigation of cytotoxicities of functional polymers for biomedical applications

    NAZLI IRMAK GİRİTLİOĞLU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2017

    BiyomühendislikYıldız Teknik Üniversitesi

    Biyomühendislik Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MUHAMMET ÜBEYDULLAH KAHVECİ

    PROF. DR. ALİ KARAGÖZ

  2. Tez No

    653057

    Biyomedikal uygulamalarda kullanılan Ti6Al4V alaşımının çeşitli yüzey modifikasyon teknikleri ile mekanik, yüzey ve biyouyumluluk özelliklerinin geliştirilmesi

    Development of mechanical, surface and biocompatibility properties of Ti6Al4V alloy used in biomedical applications by various surface modification techniques

    MELİS YURDDAŞKAL

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2020

    Makine MühendisliğiManisa Celal Bayar Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. HÜLYA DURMUŞ

  3. Tez No

    295378

    Investigation of surface properties of plasma nitrided and PVD coated Ti-6Al-4V alloy for biomedical applications

    Biyomedıkal uygulamalarda kullanılan plasma nitrürlenmiş ve PVD kaplanmış Ti-6Al-4V alaşımının yüzey özelliklerinin incelenmesi

    TUĞÇE AKYAZI

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2011

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. TURGUT GÜLMEZ

    PROF. DR. HÜSEYİN ÇİMENOĞLU

  4. Tez No

    295797

    Biyomedikal uygulamalarda kullanılan Ti6Al4V alaşımının yüzey modifikasyonu ve in vitro biyoaktivitesinin incelenmesi

    Surface modification and in vitro bioactivities research of Ti6Al4V alloys which is used for biomedical applications

    HARİKA YILDIZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2010

    Metalurji MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. A.BİNNAZ HAZAR YORUÇ

  5. Tez No

    430275

    Biyomedikal uygulamalarda kullanılan metal nano malzemelerin üretimi, karakterizasyonu ve lazer ile etkileşimlerinin incelenmesi

    Fabrication and characterization of metal nanomaterials used in biomedical applications and investigation of their interactions with the laser

    HALİT ÇAVUŞOĞLU

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2016

    Mühendislik BilimleriSelçuk Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MUSTAFA SELMAN YAVUZ

Geri Dön