Geri Dön

Toz metalurjisi yöntemiyle üretilen CoCrMo matrisli nano partikül takviyeli kompozit malzemelerin mikroyapı, mekanik ve biyouyumluluk özelliklerinin araştırılması

Investigation of microstructure, mechanical and biocompatibility properties of CoCrMo matrix carbon nanoparticle reinforced composites produced by powder metallurgy

PDF İndir

  1. Tez No: 883982
  2. Yazar: HASANEEN MAJED HOUSSAIN HOUSSAIN
  3. Danışmanlar: PROF. DR. SERKAN ISLAK
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Metalurji Mühendisliği, Mühendislik Bilimleri, Mechanical Engineering, Metallurgical Engineering, Engineering Sciences
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2024
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Kastamonu Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 112

Özet

CoCrMo alaşımları, olağanüstü biyouyumluluk özelliklerine rağmen zayıf mekanik özelliklerinden dolayı gün geçtikçe bilim insanlarını CoCrMo alaşımları üzerine farklı çalışmalar yapmaya itmektedir. Bu çalışma, CoCrMo alaşımının farklı karbon nanopartiküller (karbon nanotüp (CNT), grafen (Gr) ve karbon nanofiber (CNF)) ile takviye edilmesinin mikro yapı, fiziksel, mekanik, tribolojik ve biyouyumluluk özellikleri üzerindeki etkisini araştırmaktadır. Her bir karbon nanopartikül içeriği %0,25, %0,50, %0,75 ve %1 ağırlık oranında olmuştur. Toz metalurji teknikleri kullanılarak dört grup kompozit alaşım üretilmiştir. Optik mikroskop, tarayıcı elektron mikroskobu (SEM) ve X-ışını kırınımı (XRD) kullanılarak mikro yapı analizi yapılmıştır. Ek olarak, yoğunluk, mekanik, triboloji ve biyouyumluluk testleri gerçekleştirilmiştir. Mikro yapı sonuçları, karbon nanopartiküllerin matris içinde homojen bir şekilde dağıldığını, tane sınırlarının görüldüğünü, karbür fazlarının tespit edilerek tane sınırları çevresine dağıldığını ve dendritik yapının da mikro yapıda görüldüğünü ortaya koymaktadır. Kompozitlerin bağıl yoğunluğu, karbon nanopartikül içeriği arttıkça azalmakta ve %85,77 ile %79,8 arasında değişmektedir. Tersine, Vickers sertlik testleri, nanopartikül ilavesi ile sertlikte önemli bir artış olduğunu göstermiştir ve optimum sertlik artışı %1 Gr ilavesi ile elde edilmiştir. Tribolojik testler, karbon nanopartikül içeriği arttıkça aşınma direncinde bir iyileşme olduğunu ve sürtünme katsayısının 0,48'den 0,63'e değiştiğini doğrulamıştır. Yine, %1 Gr içeren alaşım en uygun tribolojik özellikleri sergilemiştir. Biyouyumluluk değerlendirmesi, referans alaşıma (CoCrMo) kıyasla tüm karbon nanopartikül takviyeli alaşımlar için iyileştirilmiş biyouyumluluk göstermiştir. Bulgular, karbon nanopartiküllerin takviye olarak dahil edilmesinin CoCrMo alaşımlarının geliştirilmesi için umut verici olduğunu göstermektedir

Özet (Çeviri)

Despite the exceptional biocompatibility properties of CoCrMo alloys, their poor mechanical properties drive scientists to conduct various studies on CoCrMo alloys. Scientists are investigating the alterations that take place when carbon nanoparticles such as carbon nanotube (CNT), graphene (Gr), and carbon nanofiber (CNF) are introduced to the CoCrMo alloy in order to enhance its strength. They are looking at its microstructure, physical, mechanical, tribological, and biocompatibility properties. Each carbon nanoparticle contained 0.25%, 0.50%, 0.75%, and 1% by weight. Four groups of composite alloys were produced using powder-metallurgy techniques. We analyzed the microstructure using optical, scanning electron microscopy (SEM), and X-ray diffraction (XRD). Additionally, density, mechanical, tribological, and biocompatibility tests were conducted. The microstructure results showed that the carbon nanoparticles were evenly spread throughout the matrix. Grain boundaries were also seen, and carbide phases were found and spread around the grain boundaries. Dendritic structures were also seen in the microstructure. The relative density of the composites decreased as the carbon nanoparticle content increased, ranging from 85.77% to 79.8%. In contrast, Vickers hardness tests revealed a significant increase in hardness with the addition of nanoparticles, with adding 1% Gr achieving the maximum increase in hardness. Tribological tests showed that the wear resistance improved as the amount of carbon nanoparticles increased. The coefficient of friction ranged from 0.48 to 0.63. Again, the alloy containing 1% Gr demonstrated the most favorable tribological properties. Biocompatibility assessment showed improved biocompatibility for all carbon nanoparticle-reinforced alloys compared to the reference alloy (CoCrMo). The findings indicate that including carbon nanoparticles as a reinforcement is promising for developing CoCrMo alloys.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    771288

    Toz metalurjisi yöntemiyle üretilen Fe-B alaşımlarının aşınma ve korozyon davranışlarının incelenmesi

    Investigation of the wear and corrosion behavior of Fe-B alloys made by powder metallurgy

    MELİH YILMAZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Metalurji MühendisliğiKarabük Üniversitesi

    İmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. DURSUN ÖZYÜREK

  2. Tez No

    354276

    Toz metalurjisi yöntemiyle üretilen Al-Cu alaşımlarının mekanik özelliklerinin geliştirilmesi

    Improving mechanical properties of Al-Cu powder metallurgy alloy

    AZİM GÖKÇE

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2013

    Metalurji MühendisliğiSakarya Üniversitesi

    Metal Eğitimi Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ALİ OSMAN KURT

    PROF. DR. FEHİM FINDIK

  3. Tez No

    492725

    Toz metalurjisi yöntemiyle üretilen segmentlerin mikroyapı, mekanik özellik ve aşınma davranışlarına alaşım elementlerinin etkisi

    Investigation of use of cubic boron nitride (cBN) as alternative abrasive in natural stone cutting tools

    ALİ DEMİR

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Metalurji MühendisliğiFırat Üniversitesi

    Metalurji Eğitimi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HALİS ÇELİK

  4. Tez No

    606265

    Investigation of physical and mechanical properties of 316L and 410 stainless steels manufactured by powder metallurgy method

    Toz metalurjisi yöntemiyle üretilen 316L ve 410 paslanmaz çeliklerin fiziksel ve mekaniksel özelliklerinin araştırlması

    AYŞE NUR ACAR

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    Makine MühendisliğiÇukurova Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ABDUL KADİR EKŞİ

    DOÇ. DR. AHMET EKİCİBİL

  5. Tez No

    684002

    Toz metalurjisi yöntemiyle üretilen Al2024 ve Al6061 matrisli, grafen – karbon nanotüp ve titanyum dioksik takviyeli kompozit malzemelerin mikroyapı ve mekanik özelliklerinin incelenmesi

    Investigation of microstructure and mechanical properties of Al2024 and Al6061 matrix, graphene - carbon nanotube and titanium dioxide rei̇nforced composite materials produced by powder metallurgy method

    ALİ ANTEPLİ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    Metalurji MühendisliğiUşak Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ KADİR GÜNDOĞAN

Geri Dön