Co-28Cr-6Mo alaşımı üzerine magnetron sıçratma yöntemiyle kaplanan nitrür seramik filmlerin fizyolojik sıvılarda tribolojik ve elektrokimyasal özelliklerinin incelenmesi
Investigation on tribological and electrochemical properties of nitride ceramic films grown on Co-28Cr-6Mo alloy by magnetron sputtering
- Tez No: 960390
- Danışmanlar: DOÇ. DR. YUSUF KANCA, DR. ÖĞR. ÜYESİ AYŞENUR KELEŞ DAYAUÇ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Film kaplama, Protezler ve implantlar, Tribokorozyon, Yüzey aşınması, Film coating, Prostheses and implants, Tribocorrosion, Surface wear
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Hitit Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Co-28Cr-6Mo alaşımı, kalça protezlerinde mekanik ve biyouyumluluk özellikleriyle yaygın kullanılsa da Co ve Cr'nin potansiyel toksisitesi yüzey modifikasyonunu gerektirir. Bu çalışmada, Co–28Cr–6Mo alaşımı üzerine magnetron sıçratma yöntemiyle büyütülen ZrN, TiN ve TiCN seramik filmlerin yapısal, mekanik, tribolojik, elektrokimyasal ve in-vitro sitotoksisite davranışları incelenmiştir. Büyütülen filmlerin yaklaşık ortalama kalınlığı 1 µm olduğu, taban malzemenin sertliğini önemli ölçüde artırdığı (TiCN=1562 HV) ve yüzeyin hidrofilikliğini artırdığı tespit edilmiştir. Kuru, fosfat tamponlu salin (PBS) ve sığır serumu (BCS) ortamlarındaki triboloji testlerinde, TiN ve TiCN filmlerin sürtünme katsayılarını ve aşınma oranlarını önemli ölçüde azalttığı belirlenmiştir. Özellikle TiCN'nin en düşük ortalama sürtünme katsayısı (PBS=0,15; BCS=0,11) ve aşınma oranı (PBS: 0,037 × 10-5 mm3/N.m; BCS: 0,019 × 10-5 mm3/N.m) sergilediği görülmüştür. Elektrokimyasal testlerde TiCN filmi diğerlerine kıyasla daha iyi pasivasyon göstermiştir. Hücre canlılığı açısından, tüm kaplamalar taban malzemeden daha yüksek performans sergilemiştir. Sonuç olarak, TiCN filminin tribolojik, elektrokimyasal ve biyouyumluluk açısından en dengeli ve umut vadeden performansı sergilediği tespit edilmiştir. Bu durum, TiCN'nin eklem protezleri için önemli bir potansiyele sahip olduğunu göstermekle birlikte, klinik kullanıma uygunluğunun kesinleşmesi için daha ileri in-vitro ve in-vivo araştırmalara ihtiyaç duyulmaktadır.
Özet (Çeviri)
Although the Co-28Cr-6Mo alloy is widely used in hip prostheses owing to its mechanical strength and biocompatibility, the potential toxicity of Co and Cr necessitates surface modification. In this study, the structural, mechanical, tribological, electrochemical and in-vitro cytotoxic behaviours of ZrN, TiN and TiCN ceramic films deposited on Co-28Cr-6Mo alloy by magnetron sputtering were investigated. The coatings exhibited an average thickness of approximately 1 µm, significantly increased the substrate hardness (TiCN = 1562 HV) and improved surface hydrophilicity. Tribological tests performed under dry conditions, phosphate-buffered saline (PBS) and bovine calf serum (BCS) revealed that TiN and TiCN markedly reduced both the coefficients of friction and wear rates. Notably, the TiCN coating delivered the lowest average coefficient of friction (PBS = 0.15; BCS = 0.11) and wear rate (PBS: 0.037 × 10⁻⁵ mm³/N·m; BCS: 0.019 × 10⁻⁵ mm³/N·m). Electrochemical measurements demonstrated superior passivation behaviour for TiCN compared with the other coatings. Regarding cell viability, all coatings outperformed the uncoated substrate. Consequently, the TiCN film showed the most balanced and promising performance in terms of tribological, electrochemical and biocompatibility properties. These findings indicate that TiCN possesses substantial potential for joint-prosthesis applications; however, further in-vitro and in-vivo studies are required to confirm its clinical suitability.
Benzer Tezler
- Kobalt esaslı alaşımlara bazı metallerin etkisinin araştırılması
Investigation of effects of some metals on cobalt based alloys
EMİNE ÇÖMEZ ŞAP
Doktora
Türkçe
2010
Metalurji MühendisliğiFırat ÜniversitesiMetalurji Eğitimi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALİS ÇELİK
- Farklı konsantrasyonlardaki beyazlatma ajanlarının protez yapımında kullanılan dental alaşımlarda metal korozyonu üzerine etkilerinin incelenmesi
An investigation on the effects of different concentrations of the bleaching agents on metal corrosion of various prosthetic dental alloys.
MAHİR ÇATALTEPE
Doktora
Türkçe
2011
Diş HekimliğiSüleyman Demirel ÜniversitesiProtetik Diş Tedavisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. M. ÜSTÜN GÜLDAĞ
- Kaynak edilebilen kobalt ve demir esaslı alaşımların yüksek sıcaklıkdaki aşınma davranışları
High temperature wear behaviour of weldable cobalt and iron based alloys
HALİS ÇELİK
- Surface modification of stellite hardfacings by post surface melting processes
Stellite sert dolgu kaplamalar sonrası uygulanan yüzey ergitme prosesleri ile yüzey modifikasyonu
ALI ABDUL MUNIM ALI ALHATTAB
Doktora
İngilizce
2021
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ CEVAT FAHİR ARISOY
- Combustion synthesis and characterization of molybdenum and boron containing multicomponent composite materials
Molibden ve bor içeren çok bileşenli kompozit malzemelerin yanma sentezi ile üretimi ve karakterizasyonu
SEVINCH RAHIMI MOGHADDAM
Doktora
İngilizce
2019
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. CEVAT BORA DERİN