Coating the laser surface modified titanium alloys by graphene and hydroxyapatite
Yüzeyi laser ile modifiye edilmiş titanyum alaşımlarının grafen ve hidroksiapatit kaplanması
- Tez No: 406531
- Danışmanlar: PROF. DR. BÜNYAMİN AKSAKAL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2015
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 170
Özet
Grafen, karbon elementlerinden oluşan, petek örgü yapısına sahip oldukça yüksek mekanik, termal ve elektriksel özellikleri bulunan iki boyutlu bir nano yapıdır. Grafen'in atomik dizilimi ve güçlü bağ yapısı eşşiz fiziksel ve kimyasal özelliklerinin kaynağıdır. Çok yüksek mukavemette olması sebebiyle özellikle nano kompozit yapılarda takviye fazı olarak kullanılabilir. Yapay kemik malzemelerinin düşük kırılma tokluğu değerine sahip olması sebebiyle geliştirilmesi gerekmektedir. Grafenin yüksek mukavemet değeri yapay kemik malzemelerinin geliştirilmesine imkan sağlayacaktır. Hidroksiapatit, Ca10(PO4)6(OH)2, doğal kemik malzemesine olan kimyasal yakınlığı ve biyouyumluluğu sebebiyle medikal ve dental uygulamalarda oldukça geniş bir şekilde kullanılan bir malzemedir. Bu tez çalışması kapsamında, grafen nano yapıları hidroksiapatitin mekaniksel özelliklerini iyileştirmesi amaçlanmıştır. Tez çalışması kapsamında; birinci aşamada iki boyutlu grafen tabakaları modifiye edilmiş Hummer metdou ile üretilmiş, hidrazin hidrat ve mikrodalga enerjisi ile indirgenmiş ve üretilen grafen Raman spektroskobisi ile analiz edilmiştir. Ayrıca, ikinci bir araştırma konusu olarak altlık olarak kullanılan Ti6Al4V serisi alaşımların tutunma yüzeyini artımak amacıyla farklı derinlik ve genişlikte LASER ile yüzey geliştirilmesi yapılmıştır. Yüzeyi LASER ile işlenen titanyum alaşımının üzeri grafen ile takviye edilmiş hidroksiapatit ile sol jel kaplama yöntemi kullanarak kaplanmıştır. Elde edilen yapının kimyasal analizi X-ışını spektroskopisi (XRD, XPS) ile incelenmiş, yüzey morfolojisinin analizi taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile yapılmıştır. Ayrıca, LASER ile yüzeyi geliştirilmiş örneklerin yapışma kuvveti testi ile kaplama tabakalarının analizi yapılmıştır.
Özet (Çeviri)
Graphene is one of the carbon allotropes, form the two dimensional nano structure of honeycomb lattice structure, shows extra-ordinary mechanical, thermal and electrical properties. Due to having extra ordinary atomic structure and strong bond strength enables the material unique physical and chemical properties. Graphene's extra ordinary strength makes the material reinforcement phase for nanocomposite structures. Artificial bone materials exhibits low mechanical properties and for this reason they need to be improve. Graphene's high mechanical strentgh enables to improve the mechanical properties of artifical bone materials. In addition Hydroxyapatite (HA) used in this work, Ca10(PO4)6(OH)2, has wide usage in medical and dental applications due to its close similarity in chemical composition and high biocompatibility with natural bone tissue. In the concept of this thesis, graphene was used to reinforce the hydroxyapatite's mechanical properties. To achieve this aim, two dimensional graphene was produced with modified the Hummer method, reduced with hydrazine hydrate assisted microwave irridation (MWI) and chracterized with Raman spectroscopy. Additionally, Ti6Al4V series substrate material were patterned with high speed LASER to improve the substate material's surface area for better structure and adhesion strength with different pattern length and depth. Afterwards, graphene reinforced hydroxyapatite were coated on these LASER modified patterned substates via sol-gel coating technique. Obtained sample's were characterized with XRD, XPS and surface morphologies were analyzed with scanning electron microscopy (SEM). Furthermore, adhesion strength between the Laser modified substrate and coating layer was tested and analysed.
Benzer Tezler
- 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
2011
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TURGUT GÜLMEZ
PROF. DR. HÜSEYİN ÇİMENOĞLU
- Novel approaches for protection of light metals under various wear conditions via micro arc oxidation process
Hafif metallerin mikro ark oksidasyon yöntemiyle farklı aşınma şartlarında korunmasına yönelik yenilikçi yaklaşımlar
FAİZ MUHAFFEL
Doktora
İngilizce
2021
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN ÇİMENOĞLU
- TiB2 coating on different substrates via dual process:CA-PDV and CRTD-Bor
Farklı malzemeler üzerinde çift işlem (KA-FBB, KRTD-Bor) ile TiB2 kaplamasının elde edilmesi
MEHRAN KARIMZADEHKHOEI
Doktora
İngilizce
2024
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜLDEM KARTAL ŞİRELİ
PROF. DR. MUSTAFA KAMİL ÜRGEN
- Surface modification of titanium hard tissue implants by magnesium doping
Titanyum sert doku implant yüzeylerinin magnezyum katkılama ile modifikasyonu
OKAN MAZMANOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Biyomühendislikİstanbul Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FATMA NEŞE KÖK
DOÇ. DR. MUHAMMET KÜRŞAT KAZMANLI
- Thermal oxidation of titanium-based cold spray coatings for biological and wear-related applications
Biyolojik ve aşınmaya yönelik uygulamalar için soğuk dinamik gaz püskürtme tekniği ile üretilmiş titanyum bazlı kaplamaların termal oksidasyonu
DOĞUKAN ÇETİNER
Doktora
İngilizce
2022
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN ÇİMENOĞLU
PROF. DR. ERDEM ATAR