Biyomedikal uygulamalar için üretilen alaşımların yüzey özelliklerinin geliştirilmesi
Development of the surface properties of alloys that produced for biomedical applications
- Tez No: 535392
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ ESRA DOKUMACI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Mühendislik Bilimleri, Metallurgical Engineering, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Titanyum alaşımları, vakum ark ergitme, mikro ark oksidasyonu, Titanium alloys, vacum arc melting, micro arc oxidation
- Yıl: 2019
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Dokuz Eylül Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 89
Özet
Metalik biyomalzemelerden Titanyum (Ti) ve alaşımları uzun yıllardır birçok tıbbi uygulamada yaygın olarak kullanılmaktadır. Beta-tipi Ti alaşımları ise diğer alaşım çeşitlerine göre düşük elastisite modülü, iyi korozyon direnci ve yüksek biyouyumluluk gibi özelliklerinden dolayı tercih edilmektedir. Son yıllarda Ti alaşımlarının geliştirilmesi üzerine yapılan araştırmalarda üstün mekanik özellikler, biyouyumluluk, korozyon direnci kazandırdığı için Zirkonyum (Zr), Niyobyum (Nb) ve Molibden (Mo) gibi geçiş metalleri ile üretilen alaşımlara yoğunlaşılmıştır. Bu çalışmada amaç, biyomedikal uygulamalarda kullanılmak üzere Niyobyum ve Molibden ilaveli ikili ve üçlü Ti alaşımları üretmek ve yüzey özelliklerini geliştirmektir. Bu sebeple ağırlıkça yüzde 15 ve 42 Niyobyum içeren ikili alaşımlar ve ağırlıkça yüzde 15 Niyobyum ve yüzde 15 Molibden içeren bir üçlü alaşım vakum ark ergitme (VAM) cihazında üretilmiştir. Kullanım sırasında kemik ile bütünleşmeyi sağlayabilmek amacıyla üretilen alaşım yüzeylerinde mikro ark oksidasyonu (MAO) yöntemiyle gözenekli ve kararlı oksit tabakaları oluşturulmuştur. MAO yönteminde kullanılan çözelti ile kemik yapısında da bulunan biyoaktif Mg iyonlarının oksit tabakasına dahil olması sağlanmıştır. Üretilen alaşımların elastisite modüleri dinamik ultra mikrosertlik (DUH) cihazı ile ölçülmüştür. Alaşımların ve yüzeylerinde geliştirilen oksit tabakalarının karakterizasyonu X-ışınları difraktometresi (XRD) ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile yapılmıştır. Sonuçlara göre, üretilen ikili ve üçlü alaşımların elastisite modülü değerlerinin ticari olarak kullanılan Ti6Al4V alaşımına göre düşük olduğu görülmüştür. MAO yöntemi ile tüm alaşım yüzeylerinde Kalsiyum-Magnezyum Fosfat içerikli Ti oksit tabakaları geliştirilmiştir. Vücut sıvısına benzer çözelti (SBF) içinde farklı sürelerde bekletme deneyleri sonrası hidroksiapatit (HAP) yapısının üçlü alaşım yüzeyinde oluşturulan oksit tabakası üzerinde hızla geliştiği sonucuna varılmıştır.
Özet (Çeviri)
Among metallic biomaterials Titanium (Ti) and its alloys have been commonly used in medical application for many years. Beta-type Ti alloys are preferred due to their low elasticity modulus, good corrosion resistance and high biocompatibility compared to other alloy types. In recent years, researches on the development of Ti alloys have been focused on alloys produced by transition metals such as Zirconium (Zr), Niobium (Nb) and Molybdenum (Mo) because of their superior mechanical properties, biocompatibility, high corrosion resistance. The purpose of this study is to produce Niobium and Molybdenum added binary and ternary Ti alloys for use in biomedical applications and to improve their surface properties. Therefore, 15 and 42 weight percent Niobium containing two binary alloys and 15 weight percent Niobium and 15 weight percent Molybdenum containing one ternary alloy were produced by using a vacuum arc melter (VAM). In order to ensure integration with bone during use, porous and stable oxide layers were formed by micro arc oxidation (MAO) on the alloy surfaces. With the solution used in the MAO method it was provided that the integration of the bioactive Magnesium ions which has been also in bone structure into oxide layer. Elastic modulus of the produced alloys was measured by the dynamic ultra microhardness (DUH) device. Characterization of the alloys and oxide layers developed on the surface of alloys were done by X-ray diffractometer (XRD) and scanning electron microscopy (SEM). According to the results, the elastic modulus values of the binary and ternary alloys produced were lower than the Ti6Al4V alloy used commercially. On all alloy surfaces, Calcium-Magnesium phosphate-containing Ti oxide layers were developed by MAO method. It was concluded that hydroxyapatite (HAP) structure developed rapidly on the oxide layer formed on the ternary alloy surface after different time retention experiments in body fluid-like solution (SBF).
Benzer Tezler
- Effects of pressure and bias voltage on the morphology and properties of refractory WNbMoV high entropy thin films coated via magnetron sputtering
Basınç ve bıas voltajının, magnetron sıçratma yoluyla kaplanmış refrakter WNbMoV yüksek entropili ince filmlerin morfolojisi ve özellikleri üzerindeki etkileri
SEVDA JAFARI AGHDAM
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA LUTFİ ÖVEÇOĞLU
- Mg-4Sn-2Al alaşımına ilave edilen alaşım elementlerinin mekanik ve korozyon özelliklerine etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of alloy elements added to Mg-4Sn-2Al alloy on mechanical and corrosion properties
PENBE KURT
Doktora
Türkçe
2023
Metalurji MühendisliğiSakarya ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SÜLEYMAN CAN KURNAZ
- Characteristics of cold sprayed titanium based coatings
Soğuk gaz dinamik püskürtme yöntemiyle üretilmiş titanyum esaslı kaplamaların karakteristiği
AHMET HİLMİ PAKSOY
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT BAYDOĞAN
DOÇ. DR. ERDEM ATAR
- Biyomedikal titanyum alaşımlarının bilyalı dövme sonrası değişen yüzey ve yüzey altı mekanik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of surface and subsurface mechanical properties of shot peened biomedical titanium alloys
EMİRHAN ÇALIM
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Makine MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EGEMEN AVCU
- Ti6Al4V alaşımının sert nikel alaşım tozları ile kaplanması ve aşınma özelliklerinin geliştirilmesi
Coating of Ti6Al4V alloys by hard nickel alloy powders and improving its wear properties
OSMAN ÇAVUŞOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Metalurji MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. RIDVAN YAMANOĞLU