Seçici lazer ergitme (SLE) yöntemi ile üretilen metalik biyomalzemeler üzerine biriktirilen Ti-Cu ve Ti-Ag ince film kaplamaların tribolojik ve biyouyumluluk özelliklerinin araştırılması
Investigation of the tribological and biocompatibility properties of Ti-Cu and Ti-Ag thin film coatings deposited on metallic biomaterials produced by selective laser melting (SLM)
- Tez No: 929471
- Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET KARAKAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Seçici lazer ergitme, ince film metalik cam, magnetron saçtırma, aşınma, korozyon, hidrofilik, mikrosertlik 316L, CoCrW, Ti6Al4V, Selective Laser Melting, thin film metallic glass, magnetron sputtering, wear, corrosion, hydrophilic, microhardness, 316L, CoCrW, Ti6Al4V
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Atatürk Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Konstrüksiyon ve İmalat Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 114
Özet
Amaç: Bu çalışmada seçici lazer ergitme (SLE) yöntemiyle, 316L, CoCrW, Ti6Al4V metalik tozlarından üretilen taban/altlık malzeme yüzeyine, PVD magnetron saçtırma yöntemiyle Ti-Cu ve Ti-Ag biriktirilerek üretilen ince film metalik cam (İFMC) kaplamaların mekanik, tribolojik, elektrokimyasal, ıslanabilirlik ve antibakteriyel özelliklerinin incelenmesi amaçlanmıştır. Yöntem: 316L, CoCrW, Ti6Al4V metalik tozları kullanılarak SLE yöntemiyle elde edilen altlık malzeme yüzeylerine PVD magnetron saçtırma yöntemiyle Ti-Cu ve Ti-Ag kaplamalar büyütülmüştür. Üretilen numunelerin özelliklerini belirlemek için optik profilometre, X-ışını difraksiyonu (XRD), taramalı elektron mikroskobu (SEM), X-ışını fotoelektron spektroskopisi (XPS), enerji dağılımı X-ışını spektroskopisi (EDX), atomik kuvvet mikroskobu (AFM) analizleri, mikrosertlik ölçümleri, aşınma deneyleri, korozyon testleri, ıslanabilirlik ve antibakteriyel özelliklerin belirlenmesi için analizler yapılmıştır. Bulgular: Ölçümler sonucunda, Ti-Cu ve Ti-Ag kaplanmış numuneler, düşük su temas açısı ile iyi ıslanabilirlik, yüzey modifikasyonu ile iyileşmiş mekanik performans ve yüksek antimikrobiyal etki sergilemiştir. Elde edilen bulgular, Ti-Cu ve Ti-Ag kaplamaların implant malzemesi olarak kullanılmasının iyi bir alternatif olabileceğini göstermektedir. Sonuçlar: SLE yöntemi ile imal edilen 316L, CoCrW ve Ti6Al4V numunelerinin yüzeylerine PVD saçtırma yöntemiyle kaplanan Ti-Cu ve Ti-Ag metalik ince filmler, sertlik açısından belirgin bir artış sağlamamakla birlikte, özellikle Ti-Ag kaplamalar CoCrW altlık üzerinde en belirgin farkı göstermiştir. Ti-Ag kaplamalar, hidrofilik özellikleriyle dikkat çekmiş, 316L altlığı üzerinde elektrokimyasal özellikleri iyileştirmiştir. Ayrıca Ti-Ag filmler tüm altlık malzemelerde Ti-Cu kaplamalara kıyasla daha yüksek korozyon direnci sunmuştur. Her iki kaplama da bakteri ve mantarlara karşı yüksek antimikrobiyal etki göstermiştir.
Özet (Çeviri)
Purpose: This study aims to investigate the mechanical, tribological, electrochemical, wettability, and antibacterial properties of thin film metallic glass (TFMG) coatings of Ti-Cu and Ti-Ag, produced via PVD magnetron sputtering on the surface of base materials (316L, CoCrW, Ti6Al4V) fabricated using the Selective Laser Melting (SLM) method from metallic powders. Method: Ti-Cu and Ti-Ag coatings were applied onto the surface of base materials (316L, CoCrW, Ti6Al4V) produced by the SLM method using PVD magnetron sputtering. To characterize the properties of the produced samples, optical profilometry, X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX), atomic force microscopy (AFM), microhardness measurements, wear tests, corrosion tests, wettability, and antibacterial properties analyses were conducted. Findings: As a result of the measurements, Ti-Cu and Ti-Ag coated samples exhibited good wettability with a low water contact angle, improved mechanical performance through surface modification, and high antimicrobial activity. The obtained findings suggest that Ti-Cu and Ti-Ag coatings could be a good alternative for use as implant materials. Conclusion: Although the Ti-Cu and Ti-Ag metallic thin films deposited on the surfaces of 316L, CoCrW, and Ti6Al4V specimens manufactured by the SLE method using the PVD sputtering technique did not provide a significant increase in hardness, Ti-Ag coatings exhibited the most noticeable effect on the CoCrW substrate. Ti-Ag coatings stood out with their hydrophilic properties and improved electrochemical performance on the 316L substrate. Also Ti-Ag films provided higher corrosion resistance than Ti-Cu coatings across all substrate materials. Both coatings exhibited strong antimicrobial effects against bacteria and fungi.
Benzer Tezler
- Seçici lazer ergitme (SLE) ile üretilen 316L/TI6AL4V tabakalı yapıların tribolojik özelliklerinin plazma oksidasyon ile iyileştirilmesi
Improvement of the tribological properties of 316L/TI6AL4V layer structures produced with selective laser melting (SLM) by plasma oxidation
HİLMİ TEKDİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Makine MühendisliğiErzurum Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ FATİH YETİM
- Investigating the effects of Selective Laser Melting (SLM) process parameters on the microstructure, mechanical properties, and biocompatibility of 316L stainless steel implants
Seçici Lazer Ergitme (SLE) üretim parametrelerinin 316L paslanmaz çelik implantların içyapı, mekanik özellik ve biyouyumluluğu üzerindeki etkilerinin araştırılması
BÜŞRA İREM TÜRKPENÇESİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Makine Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ BENAY UZER YILMAZ
- Eklemeli üretim yönteminde kullanılan lazer cihazı gücünün, metal porselen bağlantı dayanımı ve metalin mikro yapısına etkisinin değerlendirilmesi
Evaluation of the effect of laser power used in the additive manufacturing method on metal porcelain bond strength and micro structure of metal
HÜSEYİN OZAN TEMİZKANLI
Diş Hekimliği Uzmanlık
Türkçe
2021
Diş HekimliğiErciyes ÜniversitesiProtetik Diş Tedavisi Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HAYDAR ALBAYRAK
- Eklemeli imalat ile üretilen AlSi10Mg alaşımında korozyon davranışı ile mekanik performansın optimizasyonu
Optimization of mechanical performance and corrosion behavior in AlSi10Mg alloy produced by additive manufacturing
UMUT OĞUZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Metalurji MühendisliğiEskişehir Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ GÜL İPEK SELİMOĞLU
- Seçici lazer ergitme yöntemi ile değişken üretim parametreleri kullanılarak üretilen 316L paslanmaz çeliğin yapısal ve tribolojik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of the structural and tribological properties of 316L stainless steel manufactured using variable production parameters by selective laser melting method
UFUK GENÇOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Makine MühendisliğiErzurum Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATİH YILDIZ