Toz metalürjisi yöntemiyle üretilen nano hidroksiapatit ve nano alümina takviyeli biyobozunur Mg2Zn1Mn alaşımının içyapı ve mekanik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of microstructure and mechanical properties of nano hydroxyapatite and nano alumina reinforced biodegradable Mg2Zn1Mn alloy produced by powder metallurgy method
- Tez No: 974933
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ EMRE ÖZER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Son yıllarda biyobozunur malzemeler, geçici biyomedikal uygulamalarda kullanıldıktan sonra vücut tarafından emilebilme özellikleri sayesinde önemli bir araştırma alanı haline gelmiştir. Bu malzemeler, özellikle implant uygulamalarında ikinci bir cerrahi müdahaleyi gereksiz kılarak hasta konforunu artırmakta ve tedavi sürecini kolaylaştırmaktadır. Magnezyum ve alaşımları ise, uygun mekanik özellikleri, biyouyumlulukları ve fizyolojik ortamda kontrollü bir şekilde bozunabilmeleri nedeniyle biyobozunur malzeme adayları arasında öne çıkmaktadır. Bu çalışmada, Mg2Zn1Mn magnezyum alaşımı, toplamda %10 oranına kadar nano hidroksiapatit (HA) ve alümina (Al2O3) parçacıkları ile karma (hibrit) takviye edilerek toz metalürjisi yöntemiyle nanokompozit formunda üretilmiştir. Üretim sürecinde, tozlar önce 30 dakika süreyle üç boyutlu karıştırıcıda harmanlanmış, ardından 5 saat boyunca 300 dev/dk hızla atritör değirmende mekanik alaşımlama uygulanmıştır. Elde edilen toz karışımı, 600 MPa basınç altında soğuk preslenmiş ve 560 °C'de 1 saat süreyle geleneksel sinterleme işlemi gerçekleştirilmiştir. Üretilen nanokompozit numunelere yönelik olarak mikroyapı analiziyle birlikte mikrosertlik, nano sertlik ve basma dayanımı testleri gerçekleştirilmiştir. Deneysel sonuçlar, takviye fazı oranının artışıyla birlikte içyapıda homojenlik sağlandığını ve mekanik özelliklerin anlamlı ölçüde iyileştiğini ortaya koymuştur. En yüksek mikrosertlik, nano sertlik ve elastik modül değerleri, %10 takviye içeren MCA10 numunesinde sırasıyla 74,8 VSD0,05, 1,15 GPa ve 21,57 GPa olarak ölçülmüş; bu değerler referans alaşıma kıyasla yaklaşık olarak %51, %62 ve %188 oranında artış göstermiştir. Basma testi sonuçlarına göre ise en yüksek basma dayanımı, 201,1 MPa ile MCA6 numunesinde elde edilmiştir.
Özet (Çeviri)
In recent years, biodegradable materials have attracted significant attention due to their ability to be resorbed by the body following temporary biomedical applications. These materials offer substantial advantages in implant applications by eliminating the need for secondary surgical procedures and enhancing patient comfort. Among them, magnesium and its alloys stand out as promising biodegradable materials owing to their favorable mechanical properties, biocompatibility, and controlled degradation behavior in physiological environments. In this study, Mg2Zn1Mn magnesium alloy was reinforced with a total of up to 10 wt.% hybrid nano-sized hydroxyapatite (HA) and alumina (Al2O3) particles and produced using the powder metallurgy method. Initially, the powders were blended for 30 minutes using a 3D mixer, followed by mechanical alloying in an attritor mill at 300 rpm for 5 hours. The resulting powder mixture was then cold compacted at 600 MPa and sintered at 560 °C for 1 hour using conventional sintering techniques. The produced nanocomposite samples were subjected to microstructural characterization along with microhardness, nanoindentation, and compressive strength tests. Experimental results demonstrated that increasing the reinforcement content led to improved microstructural homogeneity and significantly enhanced mechanical properties. The highest values of microhardness, nanohardness, and elastic modulus were observed in the MCA10 sample, with values of 74.8 HV0.05, 1.15 GPa, and 21.57 GPa, respectively, corresponding to increases of approximately 51%, 62%, and 188% compared to the base alloy. The highest compressive strength was recorded in the MCA6 sample, reaching 201.1 MPa.
Benzer Tezler
- Pomza katkılı hidroksiapatit nano-tozların sentezi ve kemik onarımı için araştırılması
Synthesis of pumice doped hydroxyapatite nano- powders and investigation for bone repair
SÜMEYRA USLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
BiyomühendislikNevşehir Hacı Bektaş Veli ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ FATMA ZEHRA KOÇAK
- Characteristics of cold sprayed titanium based coatings
Soğuk gaz dinamik püskürtme yöntemiyle üretilmiş titanyum esaslı kaplamaların karakteristiği
AHMET HİLMİ PAKSOY
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT BAYDOĞAN
DOÇ. DR. ERDEM ATAR
- Kalsiyum fosfat esaslı biyoseramik nano tozların glisin-nitrat yöntemiyle üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of calcium phosphate based bioceramic nano powders by glycine-nitrate method
ORÇUN ZIĞINDERE
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Metalurji MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ENBİYA TÜREDİ
- 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
HASANEEN MAJED HOUSSAIN HOUSSAIN
Doktora
Türkçe
2024
Makine MühendisliğiKastamonu ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SERKAN ISLAK
- TiC, Karbon Nanotüp ve Grafen takviyeli 6061 alüminyum esaslı hibrit kompozitlerin toz metalurjisi yöntemiyle üretimi, özelliklerinin incelenmesi ve analizi
Production of TiC, Carbon Nanotubes and Graphene reinforced 6061 Aluminum based hybrid composites by powder metallurgy, investigation and analysis of properties
TÜRKER TÜRKOĞLU
Doktora
Türkçe
2022
Makine MühendisliğiBalıkesir ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SARE ÇELİK