TiTaNbHfZr high entropy alloy as a biomedical coating on metallic implant materials
Başlık çevirisi mevcut değil.
- Tez No: 564120
- Danışmanlar: DOÇ. DR. DEMİRCAN CANADİNÇ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoteknoloji, Makine Mühendisliği, Metalurji Mühendisliği, Biotechnology, Mechanical Engineering, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Koç Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 93
Özet
Bu çalışmada NiTi şekil hafızalı alaşım ve 316L paslanmaz çelik numunelere yapılan TiTaHfNbZr ve Ti1.5Ta0.5Hf0.5Nb0.5Zr yüksek entropili alaşım kaplamaları incelendi. Kaplamaların mekanik özellikleri, mikroyapıları, biyo aktiviteleri ve biyo uyumluluklarının yorumlanabilmesi için nanoiz sertlik testi, XRD, AFM, SEM, EDS, XPS ve ICP-MS analizleri yürütüldü. RF Magnetron Kopartma Yöntemi ile kaplanan yüksek entropili alaşımlar NiTi şekil hafızalı alaşım ve 316L paslanmaz çelik numunelerin mekanik özelliklerini iyileştirerek aşınma dayanımlarını artırdığı fark edildi. Kaplamaların, 316L paslanmaz çelik yüzeylerine kıyasla hidroksiapatit partiküllerinin oluşması için çok daha uygun olduğu görüldü. Yüksek entropili alaşım kaplamalarının kaplandıkları yüzeyin biyo aktifliğini artırdığı ispatlandı. Herhangi bir yüzey kusuruna sahip olmayan kaplamaların, termal oksidasyon ile oksitlendiklerinde iyon salınımını yüksek oranda engellediği görüldü. Ancak, kaplama yüzeyindeki herhangi bir çizik, kopuk ya da deliğin, kaplama yapılmamış bir 316L paslanmaz çeliğinden çok daha fazla miktarda Ni iyonu salınımına sebebiyet verdiği gözlendi. Aynı zamanda, kaplamaların NiTi şekil hafızalı alaşımlardan iyon salınmasını engellemekte olduğu yorumlandı. Çalışmada yapılan analizler, TiTaHfNbZr ve Ti1.5Ta0.5Hf0.5Nb0.5Zr yüksek entropili alaşım kaplamalarının metalik implant malzemelerinin biyo performanslarını iyileştirmede yüksek oranda etkili olduğunu ispatladı.
Özet (Çeviri)
This study investigates TiTaHfNbZr and Ti1.5Ta0.5Hf0.5Nb0.5Zr high entropy alloy depositions on NiTi shape memory alloy and 316L stainless steel substrates. Nanoindentation, XRD, AFM, SEM, EDS, XPS and ICP-MS analyses were conducted to interpret mechanical properties, microstructures, bioactivities and biocompatibilities of coatings. Study proved that RF Magnetron Sputtering of HEA coatings improve mechanical performance of NiTi SMA and 316L SS substrates, providing better wear resistance. Coatings are much more prosperous to form hydroxyapatite particles than 316L stainless steels, which is an indicator of improved bioactivity. A flawless HEA coating followed by thermal oxidation definitely blocks ion release to surrounding tissue. However, any discontinuities due to erroneously coated films pose a risk of more ion release than uncoated 316L SS. HEA coatings also effective on preventing Ni ion release from NiTi SMAs. This work states that amorphous TiTaHfNbZr and Ti1.5Ta0.5Hf0.5Nb0.5Zr high entropy coating is a promising surface modification for metallic implants.