Mikroark oksidasyon yöntemiyle zirkonyum/magnezyum üzerine hidroksiapatit kaplanması
Hydroxyapatite coating on zirconium/magnesium by microarc oxidation method
- Tez No: 472588
- Danışmanlar: PROF. DR. METİN USTA
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Mühendislik Bilimleri, Metallurgical Engineering, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2017
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gebze Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 124
Özet
Bu çalışmada ticari saflıkta zirkonyum alaşımı (Zr 702) ve AZ31 magnezyum alaşımı üzerine mikroark oksidasyon (MAO) yöntemiyle hidroksiapatit kaplanması hedeflenmiştir fakat AZ31 Mg alaşımı için hidroksiapatit fazı kaplanamamıştır. Zr 702 alaşımı; biyomedikal uygulamalarda biyoaktif ve biyouyumlu malzeme olarak kullanılan zirkonyum oksit, kalsiyum zirkonat ve hidroksiapatit bazlı kompozit kaplamalar üretmek için; kalsiyum asetat (C4H6CaO4.xH2O), β-kalsiyum glisero fosfat (β-C3H7CaO6P) ve saf su içerikli çözelti içerisinde MAO yöntemiyle kaplandı. MAO kaplamalar, üç farklı akım yoğunluğu (0.260, 0.292 ve 0.370 A/cm2) ve beş farklı kaplama süresinde (1, 5, 10, 15 ve 30 dakika) elde edildi. Kaplama parametrelerinden; akım yoğunluğu ve kaplama zamanının kaplamanın faz kompozisyonuna, bağlanma enerjisine, moleküler fonksiyonel gruplarına, elementel kompozisyonuna, mikro yapısına, yüzey pürüzlülüğüne, altlık malzemeye yapışmasına, aşınma, korozyon, biyoaktivite ve biyouyumluluk özelliklerine olan etkisi incelenmiştir. MAO işlemi sonrası yüzeylerde kübik-zirkonya (c-ZrO2), monoklinik-zirkonya (m-ZrO2), kalsiyum zirkonat (Ca0.15Zr0.85O1.85 - CaZrO3), ve Hidroksiapatit (Ca10(PO4)6(OH)2) fazları tespit edilmiştir. Elektrolit çözeltisinde MAO yöntemiyle kaplanan numunelerin ortalama kaplama kalınlıkları 5.5 ile 171 µm arasında değişmektedir. MAO işlemi sonrası gözenekli ve pürüzlü bir yüzey oluşmaktadır ve yüzey pürüzlülüğü, artan akım yoğunluğu ve kaplama süresiyle artmıştır. Kaplamaların altlık metale olan yapışma mukavemetleri, artan akım yoğunluğu ve kaplama süresiyle birlikte artmıştır. Yapay vücut sıvısı korozyon deneyleri ile kuru ortam ve yapay vücut sıvısı ortamında aşınma deneyleri sonucunda kaplanmamış metale göre 0.260 A/cm2 akım yoğunluğundaki 1 dakika kaplama daha iyi sonuç vermiştir. Kaplamaların biyoaktivite ve biyouyumluluk testlerinde ise biyomedikal alanda kullanım alanı için umut verici sonuçlar elde edilmiştir.
Özet (Çeviri)
In this thesis, it was aimed to coat hydroxyapatite on the surface of commercially pure zirconium alloy (Zr 702) and magnesium alloy (AZ31) by microarc oxidation (MAO) method, however hydroxyapatite phase was not coated on AZ31 Mg alloy. Zr 702 was coated in the solution consisting of calcium acetate (C4H6CaO4.xH2O), β-calcium glycerophosphate (β-C3H7CaO6P) and distilled water by MAO method to produce zirconium oxide, calcium zirconate and hyroxyapatite-based surface used as of bioactive and biocompatible materials in biomedical applications. The MAO process was carried out for three different current densities (0.260, 0.292 and 0.370 A/cm2) and five different (1, 5, 10, 15 and 30 min.) coating times. The influence of the coating parameters such as the coating time and the current density on the phase composition, microstructure, binding energies, distribution of the elements on the coatings, molecular functional groups, surface roughness, adhesion to substrates, wear, corrosion, bioactivity and biocompatibility of the coating were investigated. Cubic-zirconia (c-ZrO2), monoclinic-zirconia (m-ZrO2), calcium zirconate (Ca0.15Zr0.85O1.85 - CaZrO3), and Hydroxyapatite (Ca10(PO4)6(OH)2) phases were detected on the Zr 702 surface. The average thickness of the MAO coatings ranged from 5.5 to 171 µm. After MAO process, the coatings on Zr 702 alloy are rough and porous and the roughness increases with increasing current density and coating times. The adhesion strength of coatings increased with increasing current density and duration times. The wear resistance of MAO coatings under dry and SBF conditions and the corrosion resistance of MAO coatings produced at 260 A/cm2 for 1 minute coating time are greater than those of the other coatings and the untreated Zr 702. In the bioactivity and biocompatibility tests of coatings, promising results were obtained for biomedical fields.
Benzer Tezler
- Biyomedikal uygulamalar için üretilen alaşımların yüzey özelliklerinin geliştirilmesi
Development of the surface properties of alloys that produced for biomedical applications
ÖZGE ÖZEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Metalurji MühendisliğiDokuz Eylül ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ESRA DOKUMACI
- Mikro ark oksidasyon işleminde elektrolite karbon nanotüp ilavesinin titanyum ve alaşımlarının yüzey özelliklerine etkisi
Effect of incorporationing carbon nanotube in to electrolyte in the micro arc oxidation process on the surface characteristics of titanium and its alloys
KAAN SELİM YAZICI
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MURAT BAYDOĞAN
- 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
- Sürtünme karıştırma kaynak yöntemiyle birleştirilmiş alüminyum-magnezyum sisteminin mikro ark oksidasyonu
Micro arc oxidation of aluminum-magnesium system joined by fricton stir welding
EMİR KARAÇAM
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN ÇİMENOĞLU
- 7075 alüminyum alaşımı üzerinde oluşturulan mikro ark oksidasyon kaplamaların aşınma ve korozyon dayanımına zirkonya partikül takviyesinin etkisi
Effect of zirconia particle addition on wear and corrosion resistance of micro arc oxidation coatings fabricated on 7075 aluminum alloy
NURHAN ERK
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN ÇİMENOĞLU