Mekanik alaşımlama yöntemi ile üretilen Ti-nb esaslı alaşımların mikroyapısal, mekanik, antibakteriyel ve sitotoksik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of microstructural, mechanical, antibacterial and cytotoxic properties of Ti-nb based alloys produced by mechanical alloying method
- Tez No: 655397
- Danışmanlar: PROF. DR. ATİLLA EVCİN, DOÇ. DR. HASAN KOTAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Afyon Kocatepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 133
Özet
Bu araştırmada, biyomalzeme olarak kullanılması düşünülen yeni nesil titanyum alaşımlarının mekanik alaşımlama ile üretimi gerçekleştirilmiştir. Nb, Sn, Ta, Hf ve Zr gibi toksik olmayan katkılar titanyuma eklenerek 8 saat mekanik alaşımlama sonrası elde edilen tozlar preslendikten sonra 1150C de 2 saat sinterleme işlemine tabi tutulmuştur. X-ışını kırınımı (XRD), Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM), Enerji Dispersif Spektrum (EDS), sertlik, yoğunluk ve tahribatsız muayene yöntemlerinden ultrasonik yöntemle elastik modülü analizleri yapılarak elde edilen numuneler mikroyapısal ve mekanik olarak, antibakteriyel ve sitotoksik testler yapılarak elde edilen numuneler biyolojik olarak incelenmiştir. Çalışma sonucunda elde edilen sonuçlar, sinterleme sonrası elde edilen alaşımların α – Ti, β – Ti ve TiC fazlarını içerdiği XRD ve EDS analizleriyle tespit edilmiştir. SEM görüntülerinde alaşımların homjen bir dağılıma sahip olduğu EDS ile birlikte ispatlanmıştır. Sertlik değerleri alaşım katkılarına değişkenlik göstermiş, 340 ile 1322 HV arasında çok geniş yelpazede değerler almıştır. Sertlik değerlerinin yüksek olması sinterleme esnasında mikroyapıda oluşan değişik katkıların yanında yapıdaki TiC ikinci fazlarının varlığından kaynaklandığı tespit edilmiştir. Hesaplanan bağıl yoğunluk değerlerinde elde edilen alaşımların % 0,87 – 12,37 arasında gözenek barındırdığı görülmüştür. Elastik modülü alaşımlarda 48,3 ile 130 GPa arasında geniş bir aralıkta sonuçlar vermiştir. Biyomalzeme olarak kullanılması için istenilen elastik modülü, alaşımların bazılarında kemiğe yakın değerlerde sonuçlar vermiştir. Son olarak, geliştirilen alaşımların biyolojik özelliklerini incelemek için antibakteriyel ve sitotoksik testler uygulanmıştır. Elde edilen sonuçlar geliştirilen alaşımların antibakteriyel özelliğe sahip olduğunu ve sitotoksik olmadıklarını göstermiştir. Elde edilen bu sonuçlar üretilen alaşımların yeni nesil biyomalzeme olarak kullanım potansiyeli olduğunu göstermektedir. Doktora çalışmaları kapsamında geliştirilen yeni nesil titanyum alaşımlarının bu alanda yapılacak çalışmalar için bir altyapı oluşturması ve ülke ekonomisine önemli bir kazanç getirmesi hedeflenmektedir.
Özet (Çeviri)
In this research, new generation titanium alloys as biomaterials were produced by mechanical alloying with the addition of non-toxic elements such as Nb, Sn, Ta, Hf and Zr. Mechanical alloying experiments were carried out at room temperature in a high energy ball milling for 8 hours. After alloying procedures the as-milled powders were consolidated using an uniaxial pressing and sintered at 1150C for 2 hours followed by microstructural (X-ray diffraction (XRD), Scanning Electron Microscope (SEM), Energy Dispersive Spectrum (EDS)), mechanical (hardness and elastic modulus) and biological (antibacterial and cytotoxic tests) characterizations. The results obtained from XRD and EDS analyses showed α - Ti, β - Ti and TiC phases in the sintered alloys. Hardness tests taken from the sintered samples revealed a wide range values between 340 and 1322 HV depending on the alloy compositions and TiC phases. The density investigations showed that the sintered alloys had relatively low density resulting from high porosity varying between 0.87 - 12.37 %. The elastic modulus of the sintered samples were found between 48.3 to 130 GPa as a function of added elements, some of which was close to the elastic modulus of bone. Antibacterial and cytotoxic tests results showed that the synthesized alloys possessed good antibacterial properties and were not toxic for body. Overall, the obtained results from this study have shown that the developed alloys have the potential as a new generation biomaterials.
Benzer Tezler
- Toz metalurjisi yöntemiyle üretilen gözenekli titanyum esaslı implant malzemelerin mekanik ve tribolojik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of the mechanical and tribological properties of porous titanium based implant materials produced by the powder metallurgy process
ZAFER GÖLBAŞI
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Metalurji MühendisliğiKaradeniz Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BÜLENT ÖZTÜRK
- Toz metalurjisi ile üretilmiş Ti-xNB alaşımlarının yüzey özelliklerinin borlama yöntemi ile geliştirilmesi
Improvement of surface properties of Ti-xNB alloys produced by powder metallurgy with boriding
BATUHAN SORUŞBAY
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN ÇİMENOĞLU
ÖĞR. GÖR. FAİZ MUHAFFEL
- Mekanik alaşımlama ve basınçsız sinterleme yöntemleri ile WNbMoVAlxCry (x, y = 0 – 1,0) refrakter yüksek entropi alaşımlarının sentezlenmesi ve ilişkin karakterizasyon çalışmaları
Synthesis and related characterization investigations of WNbMoVAlxCry (x, y = 0 – 1,0) refractory high entropy alloys by mechanical alloying and pressureless sintering methods
CEM ÇİÇEK
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA LUTFİ ÖVEÇOĞLU
- Nial-34cr-x(fe, nb, ti) alaşımının elektrik akım destekli sinterleme (ecas) yöntemiyle üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of nial-34cr-x (fe, nb, ti) alloy electric current activated sintering (ecas) method
CİHAN ÇEPER
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Metalurji MühendisliğiSakarya Uygulamalı Bilimler ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZKAN ÖZDEMİR
- Nb-v mikroalaşım çeliğinde mekanik alaşımlama süresinin mikroyapı ve mekanik özelliklere etkisi
The effect of mechanical alloying time on microstructure and mechanical properties of nb-v microalloysis steel
ALPEREN YILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Metalurji MühendisliğiKarabük Üniversitesiİmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET AKİF ERDEN