CoCr malzeme yüzeyinde titanyum esaslı kompozit kaplama üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of titanium based composite coatings on CoCr materials
- Tez No: 579332
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ERDEM ATAR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyomühendislik, Mühendislik Bilimleri, Bioengineering, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Biyomalzeme, Titanyum. Soğuk dinamik gaz püskürtme, Termal Oksidasyon, Biomaterial, Titanium, Cold dynamic gas spray, Thermal Oxidation
- Yıl: 2019
- 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: 94
Özet
Bu yüksek lisans tezinde biyolojik uygulamalara yönelik olarak Co-Cr implant yüzeyinde soğuk dinamik gaz püskürtme yöntemi ile titanyum esaslı kaplamalar biriktirilmiş ve 600 ºC'de 60 saat normal atmosferde termal oksidasyona tabi tutulmuştur. Üretilen kaplamalar üzerinde yapısal karakterizasyon çalışmaları, pürüzlülük ve sertlik ölçümlerinin yanı sıra biyolojik performanslarının incelenmesi amacı ile biyo-aktivite ve anti-bakteriyellik testleri gerçekleştirilmiştir. Uygulanan termal oksidasyon işlemi soğuk dinamik gaz püskürtme yöntemi ile biriktirilen titanyum esaslı kaplamalarda iki katmanlı yapı (~ 2-2,5µm kalınlığında ağırlıklı rutil formunda titanyum dioksit tabakası ve altında difüzyon tabakası) oluşmasına yol açmıştır. Oksit tabakasının sertliği soğuk dinamik gaz püskürtme yöntemi ile biriktirilmiş titanyum esaslı kaplamaların içeriğine bağlı olarak 955 HV aralığında değişmektedir. Difüzyon tabakasında genel olarak titanyum matris oksijen ve alüminyumca zenginleşmiş olup, kaplamaya katılmış olan çinko (sırasıyla ağırlıkça %2,5, %5 ve %10 oranında) çeşitli metalurjik reaksiyonlara sebep olmuştur. Bu nedenle difüzyon tabakasının sertliği kaplama içeriğine bağlı olarak 392 ile 462 HV aralığında ölçülmüştür. Üretilen kaplamaların biyolojik testleri in-vitro biyoaktivite testi ve antibakteriyellik testi ile yapılmıştır. Numuneler, in-vitro biyoaktivite testinde 36.5°C sıcaklıkta yapay vücut sıvısında dört hafta boyunca bekletilmiştir. Her haftanın sonunda numune yüzeyleri Taramalı Elektron Mikroskobu ile incelenmiş, yüzeyde biriken yapıların elementel analizleri Taramalı Elektron Mikroskobunun EDX eklentisi ile yapılmıştır. Sonuçlar incelendiğinde çinko eklentili miktarına bağlı olarak kaplamaların farklı biyoaktif karakter sergilediği görülmüştür. Termal oksidasyona tabi tutulmuş farklı eklentili titanyum esaslı kaplamalara uygulanan antibakteryellik testlerinde, %2,5 ve %5 çinko içeren kaplamalarda antibakteriyel etki gözlemlenmiştir.
Özet (Çeviri)
For biological applications, titanium-based coatings were deposited on the Co-Cr implant surface by cold dynamic gas spray method and subjected to thermal oxidation at 600 ºC for 60 hours in normal atmosphere conditions. In addition to structural characterization studies, roughness and hardness measurements on produced coatings, in order to examining these coatings biological performance, bio-activity and anti-bacterial tests were performed. Thermal oxidation process resulted in formation of a two-layer structure (2-2,5 μm thick predominantly rutile titanium dioxide layer and diffusion zone under the oxide layer) in titanium based coatings deposited by the cold dynamic gas spray method. The hardness of the oxide layer varies in the 955 HV range depending on the content of titanium-based coatings deposited by the cold dynamic gas spray method. Generally, the titanium matrix in the diffusion layer was enriched with oxygen and aluminum, and zinc (2,5%, 5% and 10% by weight, respectively) added to the coating caused various metallurgical reactions. Therefore, the hardness of the diffusion layer was measured in the 392 to 462 HV range depending on the coating content. Biological tests were performed by in-vitro bioactivity test and antibacteriality test on produced coatings. Coated samples were soaked in simulated body fluid at 36.5 ° C for four weeks in invitro bioactivity test. At the end of each week, sample surfaces were examined with Scanning Electron Microscope, and elemental analysis of the structures deposited on the surface was performed with EDX attachment of Scanning Electron Microscope. When the results were examined, it was seen that the coatings exhibited different bioactive character depending on the amount of zinc addition. The antibacterial tests applied to thermally oxidized titanium based coatings with different composition have revealed that titanium based coatings with %2,5 and %5 zinc have exhibited antibacterial property.
Benzer Tezler
- 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
- Mikro-ark oksidasyon yöntemi ile kaplanmış CP-Ti ve Ti6Al4V malzemelerinin karakterizasyonu
Characterization of CP-Ti and Ti6Al4V materials coated by micro-arc oxidation method
FUNDA ALAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Metalurji MühendisliğiSakarya Uygulamalı Bilimler ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZKAN ÖZDEMİR
- The growth of magnesium substituted hydroxyapatite on (Ti,Mg)N thin films and investigation of their potential as hard tissue implant material
Ti,Mg)N ince film yüzeyinde magnezyum katkılı hidroksiapatit büyütülmesi ve sert doku implant malzemesi olarak potansiyellerinin belirlenmesi
SAKİP ÖNDER
Doktora
İngilizce
2013
Biyomühendislikİstanbul Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FATMA NEŞE KÖK
DOÇ. DR. KÜRŞAT KAZMANLI
- Metalik biyomalzemelerin yüzeyinin fiber lazer ile işlenmesi: paslanmaz çelik ve co-cr malzemelerin karşılaştırılması
Fiber laser processing of surface of metallic biomaterials: comparison of stainless steel and co-cr materials
İBRAHİM CAN UÇAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Makine MühendisliğiDokuz Eylül ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ŞEFİKA KASMAN
DOÇ. DR. SERTAN OZAN
- 316L paslanmaz çelik üzerinde katodik ark FBB ve oxidasyon yöntemleriyle üretilen zirkonyum oksit kaplamaları özellikleri
Properties of zirconium oxide coatings on 316-L stainless steels produced by cathodic arc PUD and oxidation techniques
ERDEM ŞİRELİ
Yüksek Lisans
Türkçe
1999
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA ÜRGEN