Improvement of surface properties of biodegradable zinc based alloys by electrophoretic deposition method
Biyoçözünür çinko esaslı alaşımların yüzey özelliklerinin elektroforetik kaplama yöntemi ile geliştirilmesi
- Tez No: 790507
- Danışmanlar: PROF. DR. BÜNYAMİN AKSAKAL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Malzeme Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 106
Özet
Son yıllarda Çinko(Zn) esaslı alaşımlar yüksek biyouyumluluk ve uygun korozyon hızı sebebiyle, emilebilir biyomalzemeler için araştırmaların odağında olmuştur. Bu proje kapsamında, mekanik ve antibakteriyel özelliklerinin geliştirilmesi adına alternatif bir biyobozunur malzeme olarak Zn, Bakır(Cu) ve Gümüş(Ag) ile alaşımlandırılarak Zn-1Cu-1Ag alaşımı üretilmiştir. Elektrik ark döküm yöntemi ile 590 oC'de üretilen alaşıma, 350 oC'de 16 saat homojenizasyon tavlaması işlemi yapılmıştır. Elde edilen alaşıma %47 ve %61 oranlarında soğuk haddeleme işlemi uygulanarak, farklı plastik deformasyon oranlarının malzemenin mikroyapısal özelliklerine etkisi araştırılmıştır. Ayrıca yüzey özelliklerini geliştirmek amacıyla, Elektroforetik biriktirme(EPD) metodu kullanılarak Hidroksiapatit(HA) esaslı biyoseramik kaplama yapılmıştır. Kaplanmamış ve kaplanmış, döküm ve haddelenmiş halinde bulunan malzemeler; Optik, XRD, SEM ve EDS analizleri ile karakterize edilmiştir. Ayrıca döküm ve haddelenmiş alaşımların mekanik özellikleri, sertlik ve çekme testleri ile ortaya çıkarılmıştır. En son aşamada, kaplama işleminin korozyon davranışına etkisini gözlemlemek için yapay vücut sıvısı(SBF) içinde in vitro korozyon testleri gerçekleştirilmiştir. Döküm numunesinde iri taneli bir mikroyapı elde edilirken, haddeleme işlemi ile taneler küçülmüş ve hadde yönüne doğru yönelmiştir ve artan hadde oranı ile (Ag,Cu)Zn4 ikincil fazının çekirdeklendiği elde edilmiştir. Buna ek olarak haddeleme işlemi sonrası mekanik özelliklerde iyileşme olup, 183,4±18,5 MPa maksimum çekme mukavemeti(UTS) ve 88,1±0,5 HV sertlik değerleri ile en iyi sonuç %61 haddeli numunelerde elde edilmiştir. Kaplama işlemi sonrası yapılan korozyon testlerinde 1,35 µA Ikor ve 26,5 ⴗA∙cm-2 Jkor değerleri dikkate alındığında en iyi korozyon direnci değerleri %61 haddelenmiş HA kaplı numunelerden elde edilmiştir.
Özet (Çeviri)
In recent years, zinc (Zn) based alloys have been at the center of absorbable biomaterial research due to their high biocompatibility and ideal corrosion rates. However, the mechanical properties of these materials are insufficient. Within the scope of this project, Zn-1Cu-1Ag alloy was produced by alloying Zn with Copper(Cu) and Silver(Ag) as an alternative biodegradable material in order to improve its mechanical and antibacterial properties. The alloy was produced by electric arc casting method at 590 oC, and then homogenized at 350 oC for 16 hours. The effect of different plastic deformation rates on the microstructural properties of the material was investigated by cold rolling process at the rates of 47% and 61% to the obtained alloy. In order to improve the surface properties, a bioceramic coating based on Hydroxyapatite (HA) was made by the Electrophoretic deposition (EPD) method. Materials, uncoated and coated, as-cast and rolled form; was characterized by Optical, XRD, SEM and EDS analysis. In addition, the mechanical properties of cast and rolled alloys were revealed by hardness and tensile tests. In the last step, in vitro corrosion tests were performed in simulated body fluid (SBF) to observe the effect of the coating process on the corrosion behavior. While a coarse-grained microstructure was obtained in the casting sample, the grains became smaller and oriented towards the rolling direction with the rolling process, and nucleation of the (Ag,Cu)Zn4 secondary phase was obtained with increasing rolling ratio. In addition, the mechanical properties improved after the rolling process, and the best results were obtained in 61% rolled samples, with 183.4±18.5 MPa maximum tensile strength (UTS) and 88.1±0.5 HV hardness values. Considering the 1.35 µA Icorr and 26.5 ⴗA∙cm-2 Jcorr values in the corrosion tests performed after the coating process, the best corrosion resistance values were obtained from 61% rolled HA coated samples.
Benzer Tezler
- Çinko esaslı antibakteriyel biyobozunur malzemelerin üretimi ve yüzey özelliklerinin mikro ark oksidasyon yöntemiyle geliştirilmesi
Production of zinc based antibacterial biodegradable materials and improvement of surface properties by the micro arc oxidation process
AYBÜKE AYDOĞAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT BAYDOĞAN
DR. ÖĞR. ÜYESİ HAKAN YILMAZER
- Fonksiyonel tekstiller geliştirmek amacıyla metal oksit nanoyapıların sentezlenmesi ve kumaşlara uygulanması
Synthesis of metal oxide nanostructures and application to fabric surfaces towards development of functional textiles
MERVE KÜÇÜK
Doktora
Türkçe
2020
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA LÜTFİ ÖVEÇOĞLU
- Şeker pancarı posasından aktif karbon üretimi ve gümüş bazlı biyokompozit polilaktik asit filmlerde uygulanması
Production of activated carbon from sugar beet pulp and its application in silver based biocomposite polylactic acid films
SİNEM GÜNEŞ
Doktora
Türkçe
2024
Gıda MühendisliğiSakarya ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. DİLEK ANGIN YILMAZ
PROF. DR. ZEHRA AYHAN
- Biyobozunur polimerik materyaller ve/veya bunların kalsiyum fosfat kompozitlerinin üretimi ve sert doku onarımında kullanımı
Production of biodegradable polymeric materials and/or their calcium phosphate composites and their use in hard tissue repair
HALİL MURAT AYDIN
Doktora
Türkçe
2008
BiyomühendislikHacettepe ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERHAN PİŞKİN
- Biyobozunur polimer nanokompozit geliştirilmesi
Development of biodegradable polymer nanocomposite
ULYA AKARSU
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
Kimya MühendisliğiGazi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURSEL DİLSİZ