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

    956053

    Biyomedikal uygulamalarda kullanılan CoCrMo ve CP-Ti alaşımları üzerine farklı nitrür kaplamaların tribolojik ve yüzey özellikleri üzerine etkilerinin incelenmesi

    Investigation of the effects of different nitride coatings on tribological and surface properties of CoCrMo and CP-Ti alloys used in biomedical applications

    ÖMER FARUK DEMİRBÜKEN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2025

    Makine MühendisliğiErzincan Binali Yıldırım Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ MEVRA ASLAN ÇAKIR

  2. Tez No

    951468

    Seçici lazer ergitme ile üretilen kobalt bazlı alaşımlara elektroforetik biriktirme yöntemi ile hidroksiapatit kaplama işlemleri ve kaplamaların yüzey özelliklerinin incelenmesi

    Hydroxyapatite coating processes with electrophoretic deposition method on cobalt based alloys produced by selective laser melting and examination of the surface properties of the coatings

    FULYA UYSAL ÇAMYAR

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2025

    Makine MühendisliğiManisa Celal Bayar Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. İBRAHİM AYDIN

  3. 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

  4. Tez No

    711363

    Development of Ca doped ZnO thin films for optical biosensors used in biomedical applications

    Biyomedikal uygulamalarda kullanılan optik biyosensörler için Ca katkılı ZnO ince filmlerin geliştirilmesi

    GAMZE SEKİCEK

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    BiyoteknolojiGebze Teknik Üniversitesi

    Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ ZEHRA BANU BAHŞİ ORAL

  5. Tez No

    630644

    Biyomedikal uygulamalarda kullanılan saf titanyum/kobalt ve alaşımlarının toz metalurjisi yöntemi ile üretilmesi ve uygulanabilirliğinin araştırılması

    Development of pure titanium / cobalt and their alloys by powder metallurgy method for biomedical applications and investigation of their applicabilities

    EBUZER AYGÜL

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2020

    Mekatronik MühendisliğiMarmara Üniversitesi

    Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ SENAİ YALÇINKAYA

    PROF. DR. YUSUF ŞAHİN

Geri Dön