Production and characterization of surface treated biomedical Ti6Al7Nb alloy foams
Yüzey işlemi görmüş biyomedikal Ti6Al7Nb alaşım köpük malzemelerinin üretimi ve karakterizasyonu
- Tez No: 380990
- Danışmanlar: PROF. DR. ALİ ŞAKİR BOR, DOÇ. DR. ZİYA ESEN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Metalurji Mühendisliği, Engineering Sciences, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2015
- 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: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışma, biyomedikal Ti6Al7Nb alaşım köpüklerinin üretimini ve yüzey işlemlerini ele almıştır. Preslenmiş Ti6Al7Nb-Mg toz karışımlarından magnezyumun uçurulmasıyla % 53.0-73.0 arasında değişen gözeneklere sahip köpük malzemelerin üretimi için boşluk yapıcı yöntem kullanılmıştır. Köpük yüzeylerinin biyoaktivitesi, NaOH alkali-ısıl işlem yönteminin uygulanıp, sodyumca zengin fazların oluşturulmasıyla iyileştirilmiştir. Ayrıca, apatit oluşumunu incelemek ve yüzeylerin biyoaktivitelerini karşılaştırmak için alkali işlem yapılan ve yapılmayan köpük malzemeler yapay vücut sıvısında (YVS) test edilmişlerdir. Ortalama 200 µm gözenek boyutuna sahip Ti6Al7Nb alaşım köpüklerinin birbirine bağlı, çoğunlukla açık gözenekli yapıları sayesinde biyomedikal uygulamalar için uygun oldukları görülmüştür. Yarı-durağan basma testi, elastik modülü kemiğin elastik modülüne yakın olan % 63.0-73.0 gözenekli köpüklerin kullanımının“gerilim perdelemesi”sorununu azaltabileceğini göstermiştir. Üretilen köpüklerin mekanik özellikleri ile makro gözenek miktarları arasındaki ilişkinin üssel olarak değiştiği görülmüştür. Denklemdeki üs ve oran katsayıları mikro gözeneklere sahip hücre duvarlarının yapısı ve özellikleri ile köpüklerin makro gözenek karakterini yansıtmıştır. Köpüklerin 5 M NaOH çözeltisinde 60 ⁰C'de bekletilmelerinin ardından 600 ⁰C'de uygulanan ısıl işlem, sodyum titanat hidrojel, NaxH2-xTiyO2y+1.nH2O, tabakasının daha kararlı sodyum titanat, Na2TiyO2y+1, fazına dönüşmesini sağlamıştır. NaOH alkali-ısıl işlem yönteminin uygulandığı yüzeyler, YVS testleri sırasında daha kısa zamanda hidroksiapatit, Ca10(PO4)6(OH)2, oluşumuna imkan sağlamış ve daha üstün biyoaktif özellik göstermiştir.
Özet (Çeviri)
The current study was undertaken to investigate the production and surface processing of biomedical Ti6Al7Nb alloy foams. Space holder method was utilized to manufacture foams with varying porosities around 53.0-73.0 vol. % via evaporation of magnesium from compacted Ti6Al7Nb-Mg powder mixtures. Bioactivities of foam surfaces were further enhanced by obtaining sodium rich phases using NaOH alkali-heat treatment method. Moreover, untreated and surface treated foams were tested in simulated body fluid (SBF) in order to investigate the apatite formation and compare the bioactivities of the surfaces. It has been observed that Ti6Al7Nb alloy foams with average pore size of 200 μm can be considered as suitable materials for biomedical applications due to their mostly interconnected open porous structures. Quasi-static compression tests showed that stress-shielding problem may be alleviated by use of foams having porosities in the range 63.0-73.0 vol. % because of their elastic moduli close to that of bone. The relation between mechanical properties and macro porosity contents of foams was observed to obey power law relation in which the proportionality constant and the exponent reflected the structure and properties of micro porous cell walls and macropore character of foams. Heat treatment of foams at 600 oC, subsequent to immersion in 5 M NaOH solution at 60 oC, provided transformation of sodium titanate hydrogel, NaxH2-xTiyO2y+1.nH2O, layer into more stable sodium titanate, Na2TiyO2y+1, phase. NaOH alkali-heat treated surfaces allowed hydroxyapatite, Ca10(PO4)6(OH)2, formation in shorter time and exhibited superior bioactivities during SBF tests
Benzer Tezler
- Üç boyutlu yazıcılar için biyoseramik kompozit tozu üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterisation of bioceramic composite powder for three dimensional printers
AZADE YELTEN
Doktora
Türkçe
2017
Metalurji Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SUAT YILMAZ
- Preparation and characterization of functionalized sepiolitic clay nanofibers : Antibacterial activity and conductive-AFM study
Sepiyolit nanofiberlerinin fonksiyonelleştirilmesi ve karakterizasyonu: Antibakteriyel aktivite ve AFM-iletkenlik ölçümleri
NİHAN CANSU YALIN
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Maden Mühendisliği ve Madencilikİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BİRGÜL BENLİ
- MAX FAZI (Ti-Si-C VE Ti-Al-C) hammaddelerinin sol-jel yöntemi ile sentezlenmesi, max fazı ile güçlendirilmiş biyoinert seramiklerin üretimi ve karakterizasyonu
Synthesis of max phase MAX FAZI (Ti-Si-C VE Ti-Al-C) raw materials by solgel method, production and characterisation of bioinert ceramics reinforced with max phase
GİZEM ÖZGE KAYAN
Doktora
Türkçe
2026
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İPEK AKIN KARADAYI
- Elektron demeti ergitme ve sıcak haddeleme ile üretilen Ti6Al4V alaşımlarının kutu aluminyumlama sonrası oksidasyon ve aşınma davranışlarının incelenmesi
Investigation of oxidation and wear behaviour of electron beam melted and conventionally fabricated ti6al4v alloys after pack aluminizing
ÜLKÜ ELMALI
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT BAYDOĞAN
- Bitki ekstraktlarından elektroçekim yöntemiyle nanolifli membran üretimi üzerine bir çalışma
A study on nanofibre membrane production from herbal extracts by electrospinning method
NİLŞEN SÜNTER EROĞLU
Doktora
Türkçe
2021
Tekstil ve Tekstil MühendisliğiMarmara ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SUAT CANOĞLU
PROF. DR. METİN YÜKSEK