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

    510787

    Toz metalurjisi yöntemiyle üretilen grafen katkılı Al-Cu alaşımının sertlik ve aşınma özelliklerinin incelenmesi

    Investigation of hardness and wear properties of graphene reinforced Al-Cu alloy produced by powder metallurgy method

    CANTEKİN KAYKILARLI

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Metalurji MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NURHAN CANSEVER

    PROF. DR. DENİZ UZUNSOY

  2. Tez No

    184213

    Toz metalurjisi yöntemiyle üretilen kesici uçların proses, yapı ve mekanik özellik ilişkileri

    Relations of the process, structure and mechanical properties of cutting tools which are produced by powder metallurgy method

    OZAN YILMAZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2006

    Metalurji MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF.DR. ADEM BAKKALOĞLU

  3. 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

  4. Tez No

    365195

    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

    Türkçe

    2014

    Metalurji MühendisliğiKaradeniz Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. BÜLENT ÖZTÜRK

  5. Tez No

    722763

    Toz metalurjisi yöntemiyle üretilen AISI 4340 çeliğinin mekanik özelliklerine sıcak deformasyonun ve soğutma ortamının etkisi

    The effect of hot deformation and cooling medium on the mechanical properties of AISI 4340 steel produced by the powder metallurgy method

    AYŞE GÖZDE YİRİK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Metalurji MühendisliğiKarabük Üniversitesi

    İmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SÜLEYMAN GÜNDÜZ

Geri Dön