Geri Dön

NiTiNbX (X=Ta, V) şekil hatırlamalı alaşımların yapısal, fiziksel ve biyouyumluluk özelliklerinin araştırılması

Investigation of structural, physical and biocompability properties of NiTiNbX (X = Ta, V) shape memory alloys

PDF İndir

  1. Tez No: 730566
  2. Yazar: ESRA BALCİ
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. FETHİ DAĞDELEN
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2022
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Fırat Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Katıhal Fiziği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 109

Özet

Bu çalışmada NiTi alaşımına (at.) %23 oranında Nb elementi daha sonra üçlü alaşıma farklı oranlarda Nb, Ta ve V elementi katkılanarak; eş atomik ikili, üçlü ve dörtlü alaşım numuneleri hazırlandı. Hazırlanan alaşımlar; Ni50Ti50 (EB1), Ni27Ti50Nb23 (EB2), Ni27Ti50Nb22Ta1 (E1), Ni27Ti50Nb20Ta3 (E3), Ni27Ti50Nb18Ta5 (E5), Ni27Ti50Nb22V1 (B1), Ni27Ti50Nb21V2 (B2) ve Ni27Ti50Nb18V5 (B5) olarak kodlandı. Alaşımların faz dönüşümleri ile elde edilen bazı termodinamik parametreler diferansiyel taramalı kalorimetre (DSC) cihazı kullanılarak belirlendi. Tüm numuneler şekil hatırlamalı alaşım özelliği sergiledi. Nb ve V elementi ile katkılanan alaşımlarda faz dönüşüm sıcaklıklarının azaldığı tespit edilirken, Ta elementi ilaveli alaşımlarda faz dönüşüm sıcaklık değerlerinin arttığı belirlendi. Ayrıca; difüzyonsuz faz dönüşümleri farklı kristal yapılara sahip olan iki faz“austenit↔martensit”arasında meydana gelirken, Ta elementi ilaveli alaşımlarda bu dönüşümlerde“R-fazı”tespit edildi. Alaşımların kristal yapılarının tayini için X-ışını (XRD) analizleri yapıldı. Numunelerin, X-ışını analizleri sayesinde B2, B19/, Ti2Ni, ꞵ-Nb ve ꞵ-Ta fazlarının varlığı tespit edildi. Numunelerin yüzey morfolojilerinin incelenmesi için taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve kimyasal yapı tayinlerini (matris fazlarını, çökeltilerini ve ayrışma bölgelerini) belirlemek için EDX analizleri yapıldı. Bütün alaşımlarda martensitik plakalara rastlanılmazken, dentritik kolların varlığı gözlemlendi. Alaşımların mikrosertlik analizleri Vickers test yöntemi ile bulundu. Eş atomik NiTi alaşımının mikrosertlik değeri 243 HV0.3 bulunurken, Nb elementi katkılanması ile bu değer 354 HV0.3, Ta elementi ilaveli alaşımlarda ortalama 380 HV0.3, V elementi ilavesi ortalama 514 HV0.3 değerine çıkmıştır. Malzemelerin biyouyumluluk incelemeleri potansiyodinamik korozyon testi ve hücre kültür test yöntemleri kullanılarak araştırıldı. Ta elementi ilaveli alaşımların korozyon dirençleri en yüksek oranda olurken, üzerinde bakteri kolonisi en az görülen alaşımlarda Ta elementi katkılanarak hazırlanmış şekil hatırlamalı alaşımlar olduğu görüldü. Sonuç olarak NiTiNb-Ta alaşımları çeşitli amaçlar için insan vücuduna implant edilmesinde kullanıma uygun olduğu söylenebilir.

Özet (Çeviri)

In this study, by adding (at.) 23% Nb element to the NiTi alloy and then Nb, Ta and V elements at different rates to the triple alloy; equal-atomic binary, ternary and quaternary alloy samples were prepared. In this study, different ratios of Nb, Ta and V elements were added to equal atomic NiTi based alloys; binary, ternary and quaternary alloy samples were prepared. Prepared alloys; They were coded as Ni50Ti50 (EB1), Ni27Ti50Nb23 (EB2), Ni27Ti50Nb22Ta1 (E1), Ni27Ti50Nb20Ta3 (E3), Ni27Ti50Nb18Ta5 (E5), Ni27Ti50Nb22V1 (B1), Ni27Ti50Nb21V2 (B2) ve Ni27Ti50Nb18V5 (B5). Some thermodynamic parameters obtained by the phase transformations of the alloys were determined using a differential scanning calorimetry (DSC). All samples exhibited shape memory alloy property. It was determined that the phase transformation temperatures decreased in the alloys added with Nb and V element, while the phase transformation temperature values increased in the alloys added with Ta element. While diffusionless phase transformations occurred between two phases“austenite↔martensite”with different crystal structures,“R- phase”was detected in addition to these transformations in Ta element added alloys. X-ray analyzes were performed for the determination of the crystal structures of the alloys. The presence of B2, B19/, Ti2Ni, ꞵ-Nb and ꞵ-Ta phases were detected by X-ray analysis of the samples. Scanning electron microscopy (SEM) was used to examine the surface morphologies of the samples and EDX analyzes were performed to determine the chemical structure determinations (matrix phases, precipitates and dissociation zones). While martensitic plates were not found in all alloys, the presence of dendritic arms was observed. The microhardness analyzes of the alloys were found by the Vickers test method. While the microhardness value of the equiatomic NiTi alloy was found to be 243 HV0.3, this value increased to an average of 354 HV0.3 with the addition of Nb element, and an average of 380 HV0.3 in the alloys with the addition of Ta element, and 514 HV0.3 with the addition of the V element. Biocompatibility studies of the materials were investigated using potentiodynamic corrosion test and cell culture test methods. While the corrosion resistance of Ta element added alloys was the highest, it was observed that the alloys with the least bacterial colonies on them were shape memory alloys prepared by adding Ta element. As a result, it can be said that NiTiNb-Ta alloys are suitable for implantation in the human body for various purposes.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    755255

    Soğutma hızı ve yaşlandırma işlemelerinin NiTiNb şekil hafızalı alaşımlarının karakteristik faz dönüşümleri üzerine etkileri

    The effects of cooling rate and aging process on the characteristic phase transformations of NiTiNb shape memory alloy

    RAUF NEMATLI

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Makine MühendisliğiEskişehir Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. İRFAN KAYA

  2. Tez No

    736731

    Türkiye'de sosyal ve ekonomik sorunlar (1973-1980)

    Social and economic problems in Turkey (1973-1980)

    AHMET COŞKUN TEKİN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Türk İnkılap TarihiDüzce Üniversitesi

    Türkiye Cumhuriyeti Tarihi Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. SABİT DOKUYAN

  3. Tez No

    614277

    Ni-50Ti-23Nb şekil hatırlamalı alaşımlarının oksitlenme işleminin biyouyumluluk üzerine etkileri

    The effects of thermal oxidization of thermal oxidation ofNi-50Ti-23Nb shape memory alloys on biocompatibility

    GİZEM ÖZLÜ TÜRK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Mühendislik BilimleriBaşkent Üniversitesi

    Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. DİLEK ÇÖKELİLER SERDAROĞLU

  4. Tez No

    754055

    Kendiliğinden ilerleyen yüksek sıcaklık sentezi (SHS) ile şekil hafızalı Ni-Ti-X (X= Cu, Nb, Fe vb.) alaşımların üretimi ve karakterizasyonu

    Production and characterization of shape-memory Ni-Ti-X (X= Cu, Nb, Fe etc.) alloys by self propagating high temperature synthesis (SHS)

    BERK KESKİN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. CEVAT BORA DERİN

Geri Dön