Titreşim destekli yüzey aşırı plastik deformasyon yöntemi uygulanmış Ti6Al4V alaşımının biyouyumluluğu ve karakterizasyonu
Biocompatibility and characterization of Ti6Al4V alloy treated with vibration-assisted severe plastic surface deformation method
- Tez No: 970836
- Danışmanlar: DOÇ. DR. KERİM EMRE ÖKSÜZ, PROF. DR. MEHMET ŞİMŞİR, PROF. DR. OKAN ÜNAL
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Mühendislik Bilimleri, Makine Mühendisliği, Metallurgical Engineering, Engineering Sciences, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Sivas Cumhuriyet Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Ti6Al4V (Grade 23) alaşımlı malzemenin mekanik ve yüzey biyolojik özelliklerini geliştirmek amacıyla Titreşim Destekli Yüzey Aşırı Plastik Deformasyon (TD – YAPD) yöntemi kullanılmıştır. Dövülmemiş numune referans kabul edilerek 4 farklı koşulda işlem gerçekleştirilmiştir. 40 – 50 Hz frekans değerleri ve 1 – 3 mm AISI52100 bilye çapları ile toplamda beş farklı kompozisyonda sonuçlar değerlendirilmiştir. İşlem süresi 2 saat ve statik yük 20 N olarak işlenmiş tüm gruplara uygulanmıştır. Mekanik karakterizasyon için numunelerin yüzey pürüzlülüğü, sertlik ve aşınma testleri, X ışınları analizi (XRD), alan emisyonlu taramalı elektron mikroskobu (FE – SEM) görüntüleri ele alınmıştır. Laboratuvar ortamında in vitro testler için sitotoksisite ve hemolitik aktivite testleri gerçekleştirilmiştir. TD – YAPD işleminin Ti6Al4V alaşımı üzerinde mekanik ve biyolojik özellikler bakımından etkili olduğu gözlemlenmiştir. En düşük sürtünme katsayısı değeri 82 N yük ile uygulanan aşınma deneyi sonucunda 1 mm bilye çapı ve 40 Hz frekans ile dövülmüş numunede 0,41 olarak ölçülmüştür. Benzer şekilde en yüksek sertlik değeri 393 HV ile aynı grupta elde edilmiştir. Hemolitik aktivite testlerine göre 40-1 numunesi OD değeri %1,44 olarak tespit edilmiştir. Sitotoksisite testleri sonuçlarında 40-1 numunesinin hücre canlılığı bakımından iyileşmeye sebep olduğu görülmüştür. Yapılan analizler ve deneyler sonucunda, TD – YAPD yönteminin özellikle biyomedikal alanında kullanılan medikal implantlarda kullanımının umut verici olduğu ortaya koyulmuştur.
Özet (Çeviri)
The Vibratory-Assisted Surface Severe Plastic Deformation (VA – SPD) method was used to enhance the mechanical and surface biological properties of Ti6Al4V (Grade 23) alloyed material. The untreated sample was used as a reference, and the process was performed under four different conditions. Results were evaluated for a total of five different compositions using frequency values of 40–50 Hz and AISI52100 ball diameters of 1–3 mm. The process duration was 2 hours, and a static load of 20 N was applied to all groups. For mechanical characterization, the surface roughness, hardness, and wear tests of the samples, X-ray analysis (XRD), and field emission scanning electron microscope (FE-SEM) images were examined. In vitro tests for cytotoxicity and hemolytic activity were performed in the laboratory environment. It was observed that the VA – SPD process is effective on Ti6Al4V alloy in terms of mechanical and biological properties. The lowest coefficient of friction value was measured as 0.41 in the sample peened with a 1 mm ball diameter and 40 Hz frequency in the wear test applied with an 82 N load. Similarly, the highest hardness value of 393 HV was obtained in the same group. According to hemolytic activity tests, the OD value of sample 40-1 was determined to be 1.44%. Cytotoxicity test results showed that sample 40-1 caused improvement in cell viability. Based on the analyses and experiments conducted, it has been demonstrated that the VA-SPD method holds promising potential for use in medical implants, particularly in the biomedical field.
Benzer Tezler
- Titreşim destekli yüzey aşırı plastik deformasyon cihazı tasarımı ve imalatı
Design and manufacture of vibration assisted surface severe plastic deformation equipment
TURAN DAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Makine MühendisliğiKarabük ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. OKAN ÜNAL
- Aısı 8620 sementasyon çeliğinin titreşim destekli yüzey aşırı plastik deformasyon ile mekanik özelliklerinin iyileştirilmesi
Improvement of mechanical properties of aisi 8620 case-hardened steel through vibration-assisted severe plastic deformation
TURAN DAŞ
Doktora
Türkçe
2025
Makine MühendisliğiKarabük ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OKAN ÜNAL
- R260 ve R350HT rayların ultrasonik nanokristal yüzey modifikasyonu ve titreşim destekli bilyalı dövme ile mekanik özelliklerinin iyileştirilmesi
Improvement of mechanical properties of R260 and R350HT rails using ultrasonic nanocrystal surface modification and vibration assisted ball forging
MUSTAFA ALTUN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Makine MühendisliğiKarabük ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. OKAN ÜNAL
- Determination of equivalent elastic properties of printed circuit boards
Baskı devre kartlarının eşlenik elastik özelliklerin belirlenmesi
ERDİNÇ YAKUT
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYTAÇ ARIKOĞLU
- Investigation of ultrasonic vibration-assisted drilling methods in dental implant procedures: A comparative study on reducing force and thermal effects
Diş implantı uygulamalarında ultrasonik titreşim destekli delme yöntemlerinin incelenmesi: kuvvet ve ısıl etkilerin azaltılmasına yönelik karşılaştırmalı bir analiz
DENIZ MANSOURI
Doktora
İngilizce
2025
Makine MühendisliğiÖzyeğin ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. POLAT ŞENDUR
DOÇ. DR. ÖZKAN BEBEK