Development of sol-gel derived hydroxyapatite-titania coatings
Sol-jel yöntemiyle hidroksiapatit-titanya kaplamalarının geliştirilmesi
- Tez No: 176876
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. CANER DURUCAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyomühendislik, Metalurji Mühendisliği, Bioengineering, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2008
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Titanyum alaşımları (Ti6Al4V) üzerine hidroksiapatit (Ca10(PO4)6(OH)2 veya HAp) ? titanya (TiO2) hibrid kaplamaları geliştirmek için üretim yöntemleri tayin edildi. Farklı tane boyutuna ve morfolojiye sahip HAp tozları farklı başlangıç bileşenleri kullanılarak sulu çökeltme yöntemiyle üretildi. Tozların ve kaplamaların karekterizasyonu XRD, SEM ve FTIR analizleri ile gerçekleştirildi. Hibrid kaplamalar, daha önceden sentezlenmiş HAp tozlarının titanyum-alkoksit çözeltisine katılmasını kapsayan sol-jel yöntemiyle hazırlandı. Titanya ağ, Ti-isopropoksit (Ti[OCH(CH3)2]4) bazlı solun hidroliz ve yoğunlaşma reaksiyonları sonucunda hazırlandı. Titanya sol formülünün ve kullanılan organik çözücülerin daldırma yöntemiyle kaplanmış ve 500 ºC'de kalsine edilmiş filmlerin mikroyapısına etkisi incelendi. Ethanol (C2H5OH) gibi yüksek buhar basıncına sahip çözücüler kullanıldığında kuruma sırasında oluşan yüksek makroskopik gerilim sonucu çatlaklı yapıda kaplamaların oluştuğu gözlendi. Buna karşılık titanyumdioksit sol formülünde n-propanol (CH3(CH2)2OH) ve asetil aseton (C5H8O) gibi organik çözücüler kullanılması buharlaşma ve kalsinasyon işlemleri sonrasında mikro yapısal bütünlüğünü daha iyi olan kaplamaların elde edilmesini sağlamıştır. Çok katmanlı kaplama uygulamaları ve daldırmalı kaplama çekme hızı gibi sol-jel üretim yöntemi parametrelerinde yapılan değişikliklerin hem kaplama kalınlığının 0.120 -1.1 mikron aralığında değiştirilebileceğini hem de HAp-titanya hibrid kaplamaların mikroyapısının kontrol edilebileceğini göstermiştir. Daldırma yönteminde düşük çekme hızları kullanılarak elde edilen kaplamaların ve çok katmanlı kaplamaların çatlak oluşumu yönünden zayıf olduğu gözlemlenmiştir. Bunun yanında, 400-600 ºC aralığında yüksek kalsinasyon sıcaklıkları titanyumdioksit matris ya da HAp kristal yapısında önemli bir değişikliğe yol açmamakta, fakat soğuma sırasında kaplamanın yoğunlaşmasından doğan gerilimler ve termal gerilimlerin sebep olduğu çatlak oluşumuna neden olmaktadır.
Özet (Çeviri)
A processing route for development of hydroxyapatite (Ca10(PO4)6(OH)2 or HAp)-titania (TiO2) hybrid coatings on titanium alloy (Ti6Al4V) has been established. HAp powders of different size and morphology were synthesized by aqueous precipitation techniques using different precursor couples and XRD, SEM and FTIR were performed for complete characterization. Hybrid coatings were then prepared via sol-gel by incorporating pre-synthesized HAp powders into a titanium-alkoxide dip coating solution. Titania network is formed by hydrolysis and condensation of Ti-isopropoxide (Ti[OCH(CH3)2]4) based sols. The effect of titania sol formulation, specifically the effect of organic solvents on the microstructure of the dip coated films calcined at 500 ºC has been investigated. The coatings exhibit higher tendency for cracking when a high vapor pressure solvent, such as ethanol (C2H5OH) is used causing development of higher macroscopic stresses during evaporation of the sol. Titania sol formulations replacing the solvent with n-propanol (CH3(CH2)2OH) and acetly-acetone (C5H8O) combinations enhanced the microstructural integrity of the coating during evaporation and calcination treatments. Sol-gel processing parameters such as multilayer coating application and withdrawal rate can be employed to change the titania thickness in the range of 0.120-1.1 micron and to control the microstructure of HAp-titania hybrid coatings. Slower withdraw rates and multi-layer dip coating lead to coatings more vulnerable to cracking. A high calcination temperature in the range of 400 ºC-600 ºC lead to more cracking due to combined effect of densification originated stresses and thermal stresses upon cooling.
Benzer Tezler
- Belirli mikoplazma türlerinin tanısına yönelik optik biyosensör tasarımı
Development of optic biosensors to detect certain mycoplasma species
BURCU İNANÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2008
BiyolojiGebze Yüksek Teknoloji EnstitüsüBiyoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. A. YAVUZ ORAL
DOÇ. DR. FERRUH ÖZCAN
- Modeling of stress development in aerogel preparation
Aerojel üretiminde gerilim oluşumunun modellenmesi
BETÜL ÜNLÜSÜ
Yüksek Lisans
İngilizce
1998
Kimya MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. SERMİN SUNOL
- Metal alkolatların beta-diketon ve beta-ketoesterlerle kompleksleşmeleri ve komplekslerin hidroliz reaksiyonları
Complextion of metal alcoholates with beta-diketones and beta-ketoesters and hydrolysis reactions of the complexes
YILMAZ AKSU
- Development of new optical sensors for cation sensing
Kimi katyonlara duyar optik sensör geliştirilmesi
KADRİYE ERTEKİN
- (Gd1-xHox)2O3 tampon tabaka üzerine YbBCO süperiletken filmlerin geliştirilmesi ve karakterizasyonu
Characterization and development of YbBCO superconducting films on (Gd1-xHox)2O3 buffer layer
LÜTFİ ARDA
Doktora
Türkçe
2004
Fizik ve Fizik MühendisliğiMarmara ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. ŞAHİN AKTAŞ