Ti6al4v alaşımının yüzeyinin uhmwpe-hap kompoziti ile kaplanması ve karakterizasyonu
Coating and characterization of ti6al4v alloy surface by uhmwpe-hap composite
- Tez No: 589784
- Danışmanlar: DOÇ. DR. GÖZDE FATMA ÇELEBİ EFE
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Sakarya Uygulamalı Bilimler Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 108
Özet
Total Kalça Protezi implantları, kalça ekleminin fonksiyonunu yerine getiremediği durumlarda kullanılan biyouyumlu malzemelerden yapılmış implantlardır.. Kalça protezi dört temel bileşenden oluşmaktadır. Protezin yük taşıyan kısmı femoral sap, metal ve alaşımlarından; femur başı, metal veya seramikten; asetabuler yuva, metal, seramik veya polimerden ve asetabuler liner bileşeni de, polimerden yapılmaktadır. Kalça protezlerinde görülen en yaygın hasar, asetabular yuva ve liner parçalarında hareket sırasında zamanla meydana gelen aşınmadır. Aşınma ürünleri vücutta yabancı doku reaksiyonlarına sebep verirler. Bu durum, protezde gevşemeye, çıkık ve kemik kaybına neden olur. Mevcut tez çalışmasında, total kalça protezi implantlarının asetabular yuva ve asetabuler liner kısımlarının sürtünme ve aşınma dayanımlarının arttırılması hedeflenmiştir. Bu amaçla Ti6Al4V alaşımı asetabular yuva ve liner malzemesinin (Ultra Yüksek Yoğunluklu Polietilen) UHMWPE- Hidroksiapatitin (HAp) kompozitleri ile kaplanmıştır. Deneysel çalışmalarda UHMWPE-HAp Kompozitinin altlık yüzeyine tutunmasını sağlamak amacıyla, Ti6Al4V alaşımı anodik oksidasyon yöntemi ile TiO2 kaplanmıştır. UHMWPE' e aşınma dayanımını arttırmak amacıyla farklı ağırlık oranlarında HAp tozu ilave edilmiştir. Elde edilen polimer matriksli kompozit malzeme, daldırma kaplama yöntemiyle, oksitlenen Ti6Al4V yüzeyine kaplanmıştır. Kompozit kaplamalarının mikroyapı ve faz analizleri SEM, EDS ve FTIR ile, kristalinite ve mekanik özellikleri DSC ve lineer aşınma testi ile yapılmıştır. UHMWPE matrikse ilave edilen HAp miktarı arttıkça kompozitlerin kristalinite ve mekanik özellikleri artış göstermiş, titanyum alaşımının 0.4 olan sürtünme katsayısı değeri, UHMWPE-HAp kompozit kaplama ile 0.02 lere kadar düşürülmüştür. Günümüz literatüründe kalça protezi çalışmalarında Ti6Al4V asetabular yuva ve liner malzemesi üzerine UHMWPE-HAp kompozit film kaplama ile ilgili yapılmış bir çalışma mevcut değildir. Ancak uygulanan tez çalışması neticesinde bu tip protezlerin umut vaat edeceği öngörülmektedir.
Özet (Çeviri)
Total hip-joints replacements are made of body-compatible materials that replace the hipjoint. The hip prosthesis consists of four components. The load-bearing part of the prosthesis being femoral shank, is made of mostly metal and its alloys; femoral head, metal or ceramic; the acetabular cup is made of metal, ceramic or polymer and the acetabular liner component is made of polymeric materials. The most common failure in hip prostheses is wear in the acetabular cup and liner parts. Wear products cause foreign tissue reactions in the body. This case causes loosening of prosthesis, out of joint and bone loss. In this thesis, it is aimed to increase the friction and wear resistance of both acetabular cup and liner of total hip prosthesis. For that purpose, Tİ6Al4V alloy asetabuler cup and liner material was coated by UHMWPE- HAp (Ultra High Molecular Weight Polyethylene) composites. In experimental studies before composite coating. In the experimental studies, Ti6Al4V alloy was coated with TiO2 by anodic oxidation method in order to ensure that the UHMWPE-HAp composite is attached to the surface of the substrate. In order to increase the wear resistance of UHMWPE, different weight percentages of Hydroxyapatite (HAp) powder which was produced by biomimetic method was added into the UHMWPE. Obtained polymer matrix composite material was coated on oxidized Ti6Al4V alloy surface by dip coating method. Microstructure and phase analysis of composite coatings were performed by SEM, EDS and FTIR and crystallinity and mechanical properties were analyzed by DSC and linear wear test. Crystallinity and mechanical properties of composites were increased with increasing HAp content added into the UHMWPE matrix, friction coefficient of titanium alloy which is 0.4 was decreased to the value of 0.02 by UHMWPE-HAp coating. In today's literature, there is no study about composite film coating of UHMWPE-HAp on Ti6Al4V acetabular cup and liner material in hip prosthesis studies. However, it is foreseen that this type of prosthesis will be promising as a result of the thesis study.
Benzer Tezler
- Serbest şekilli Tİ13NB13ZR alaşımı yüzeyine manyetik sıçratma (CFUBMS) tekniğiyle üretilen ince filmlerin yüzey özelliklerinin incelenmesi
Investigation of the surface properties of the thin films deposited by magnetron sputtering technique on free-form shaped Tİ13NB13ZR alloy surface
ALİ KEMAL ASLAN
Doktora
Türkçe
2022
Makine Mühendisliğiİnönü ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERKAN BAHÇE
- Plazma nitrürleme yöntemi ile demir dışı metallerin nitrlenmesi
Nitriding of nonferrous metals by plasma nitriding method
GÖRKEM TOPÇUOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2010
Makine MühendisliğiDokuz Eylül ÜniversitesiKonstrüksiyon ve İmalat Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SÜLEYMAN KARADENİZ
- Titanyum alaşımlarının yüzeyinin buhar çöktürme yöntemi (PVD) ile kaplanması ve kaplamaların metalurjik, mekanik, aşınma, korozyon ve yüzey özelliklerinin incelenmesi
Coating the surface of titanium alloys using vapor deposition method (PVD) and investigation of metallurgical, mechanical, wear, corrosion and surface properties
AHMED QAYS JABBAR AL-RUBAYE
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Maden Mühendisliği ve MadencilikKastamonu ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HAKAN ADA
- Yeşil kimya yaklaşımıyla sentezlenen nanotaneciklerin metalik yüzeylerde kaplama özelliklerinin incelenmesi
Investigation of coating properties of synthesized nanoparticles with a green chemistry approach on metallic surfaces
GİZEM KARABULUT
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi-CerrahpaşaMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ NURAY BEKÖZ ÜLLEN
- 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