Investigation the mechanical properties of porous Ti-18Nb-XCu alloys for biomedical applications
Biyomalzeme uygulamaları için gözenekli Ti-18Nb-XCu alaşımlarının mekanik özelliklerinin incelenmesi
- Tez No: 784951
- Danışmanlar: PROF. DR. HÜSEYİN DEMİRTAŞ, PROF. DR. RANA AFİF ANEE
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Biyomalzemeler, Mekanik özellikler, Mikroyapı, Titanyum alaşımları, Toz metalurjisi, Biomaterials, Mechanical properties, Microstructure, Titanium alloys, Powder metallurgy
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Karabük Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Titanyum ve alaşımları, düşük yoğunluk, yüksek mekanik mukavemet, düşük elastik modül, mükemmel korozyon direnci ve iyi biyouyumluluk gibi benzersiz mekanik, fiziksel ve kimyasal nitelikleri nedeniyle tıp alanında yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu çalışmada, farklı konsantrasyonlarda (ağırlıkça %5, 7 ve 9) Cu içeren Ti-18Nb-xCu alaşımları toz metalürjisi (PM) yöntemi ile üretilmiş ve test edilmiştir. Daha sonra bu alaşımlardan en iyi özelliklere sahip alaşıma dört farklı miktarda (hacimce %30, 40, 50 ve 60) tuz (NH4HCO3) eklenerek gözenekli numuneler üretilmiş ve test edilmiştir. Yapılan çalışmalar neticesinde, aynı sinterleme koşulları altında Cu ilavesi sinterlemeyi iyileştirmiştir. Artan Cu miktarı ile genel olarak, basma mukavemeti, sertliği ve rezilyansı artmıştır. Diğer yandan elastikiyet modülünde biraz düşüş gözlenmesi biyomalzeme olarak kullanılması yönünde olumlu bir sonuç olarak kaydedilmiştir. Sonraki aşamada, alaşımlar içerisinden seçilen Ti-18Nb-9Cu alaşımına farklı oranlarda tuz ilave edilerek üretilmiştir. Bu numunelere de basma, sertlik ve aşınma testleri uygulanmıştır. Bu numunelerde beklenildiği gibi artan gözenek miktarı ile mekanik özellikler ve elastikiyet modülü azalmıştır. Böylece kemik yapısının mekanik özelliklerine yakın olabilecek alaşımlar üretilmiştir. Çalışmalar neticesinde genel olarak, Cu ilavesi ile Ti-18Nb alaşımının PM metodu ile üretimi kolaylaşmıştır, mekanik özellikler artmıştır. Alaşıma katılan farklı oranlardaki (30, 40, 50 and 60 vol%) tuzu ile açık gözenekli numuneler üretilerek mekanik özellikler istenen seviyelere getirilmiş ve biyouyumluluk yönünden daha uygun alaşım geliştirilmiştir.
Özet (Çeviri)
Titanium and its alloys are widely used in medicine due to their unique mechanical, physical and chemical properties such as low density, high mechanical strength, low elastic modulus, excellent corrosion resistance and good biocompatibility. In this study, Ti-18Nb-xCu alloys containing Cu at different concentrations (5, 7 and 9 wt%) were produced and tested by powder metallurgy (PM) method. Then, porous samples were produced and tested by adding four different amounts (30, 40, 50 and 60 vol%) of salt (NH4HCO3) to the alloy with the best properties from these alloys. As a result of the studies, Cu addition improved sintering under the same sintering conditions. In general, the compressive strength, hardness and resilience increased with increasing Cu content. On the other hand, a slight decrease in the modulus of elasticity was recorded as a positive result for its use as a biomaterial. In the next step, it was produced by adding different amounts of salt to the Ti-18Nb-9Cu alloy selected among the alloys. Compression, hardness, and abrasion tests were applied to these samples. As expected, mechanical properties and modulus of elasticity decreased with increasing porosity in these samples. Thus, alloys that can be close to the mechanical properties of the bone structure have been produced. As a result of the studies, with the addition of Cu, the production of Ti-18Nb alloy by PM method has been facilitated and the mechanical properties have increased. By producing open-pored samples with different proportions of (30, 40, 50 and 60 vol%) salt added to the alloy, the mechanical properties were reduced to more desirable levels and the alloy was developed in terms of biocompatibility.
Benzer Tezler
- Mikro ark ve termal oksidasyon yöntemleriyle oksit kaplanan titanyum-niyobyum alaşımlarının özelliklerinin incelenmesi
Enhanced surface properties of titanium-niobium alloys by micro-arc and thermal oxidation methods
SENA BURCU HAYIRCI
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN ÇİMENOĞLU
- Seçici lazer ergitme yöntemi ile Ti-6Al-4V ELI alaşımından üretilen farklı kafes yapıların yapısal-mekanik özelliklerinin deneysel ve teorik olarak incelenmesi
An experimental and theoretical investigation of the structural-mechanical properties of different lattice structures produced by selective laser melting method from Ti-6Al-4V ELI alloy
İLYAS HACISALİHOĞLU
Doktora
Türkçe
2020
Makine MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYHAN ÇELİK
- Toz metalurjisi ile üretilen NiTi şekil hatırlamalı alaşımların metalurjik ve mekanik karakteristiklerinin incelenmesi
The investigation of the metallurgical and mechanical characteristics of NiTi shape memory alloys produced with powder metallurgy
MEHMET KAYA
Doktora
Türkçe
2008
Metalurji MühendisliğiFırat ÜniversitesiMetalurji Eğitimi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURİ ORHAN
- Bioglass-Y2o3 biyokompozit yüzey kaplamalarının Ti6Al4V alaşımında degradasyon, iyon salınımı ve biyoaktivite özelliklerine etkilerinin araştırılması
Investigation of the effects of bioglass-Y2o3 biocomposite surface coatings on degradation, ion release and bioactivity properties of Ti6Al4V alloy
OĞUZKAĞAN MURAT
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Makine MühendisliğiFırat ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ULAŞ ÇAYDAŞ
DR. ÖĞR. ÜYESİ YAKUP SAY
- CoCrMo alaşımının yüzeyine SHS yöntemiyle gözenekli NiTi kaplanabilirliğinin araştırılması
Investigation of porous NiTi coatability on the surface of Co-Cr-Mo alloy via SHS method
ABDULLAH MELİK ÖZEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Metalurji MühendisliğiFırat ÜniversitesiMetalurji Eğitimi Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. İLYAS SOMUNKIRAN