Mekanik alaşımlama yöntemi ile üretilen Ti-nb esaslı alaşımların mikroyapısal, mekanik, antibakteriyel ve sitotoksik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of microstructural, mechanical, antibacterial and cytotoxic properties of Ti-nb based alloys produced by mechanical alloying method
- Tez No: 655397
- Danışmanlar: PROF. DR. ATİLLA EVCİN, DOÇ. DR. HASAN KOTAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Antibakteriyel aktivite, Biyomalzemeler, Elastik modül, Mekanik alaşımlama, Sitotoksik etki, Titanyum alaşımları, Antibacterial activity, Biomaterials, Elastic module, Mechanical alloying, Cytotoxic effect, Titanium alloys
- Yıl: 2021
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Afyon Kocatepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu araştırmada, biyomalzeme olarak kullanılması düşünülen yeni nesil titanyum alaşımlarının mekanik alaşımlama ile üretimi gerçekleştirilmiştir. Nb, Sn, Ta, Hf ve Zr gibi toksik olmayan katkılar titanyuma eklenerek 8 saat mekanik alaşımlama sonrası elde edilen tozlar preslendikten sonra 1150C de 2 saat sinterleme işlemine tabi tutulmuştur. X-ışını kırınımı (XRD), Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM), Enerji Dispersif Spektrum (EDS), sertlik, yoğunluk ve tahribatsız muayene yöntemlerinden ultrasonik yöntemle elastik modülü analizleri yapılarak elde edilen numuneler mikroyapısal ve mekanik olarak, antibakteriyel ve sitotoksik testler yapılarak elde edilen numuneler biyolojik olarak incelenmiştir. Çalışma sonucunda elde edilen sonuçlar, sinterleme sonrası elde edilen alaşımların α – Ti, β – Ti ve TiC fazlarını içerdiği XRD ve EDS analizleriyle tespit edilmiştir. SEM görüntülerinde alaşımların homjen bir dağılıma sahip olduğu EDS ile birlikte ispatlanmıştır. Sertlik değerleri alaşım katkılarına değişkenlik göstermiş, 340 ile 1322 HV arasında çok geniş yelpazede değerler almıştır. Sertlik değerlerinin yüksek olması sinterleme esnasında mikroyapıda oluşan değişik katkıların yanında yapıdaki TiC ikinci fazlarının varlığından kaynaklandığı tespit edilmiştir. Hesaplanan bağıl yoğunluk değerlerinde elde edilen alaşımların % 0,87 – 12,37 arasında gözenek barındırdığı görülmüştür. Elastik modülü alaşımlarda 48,3 ile 130 GPa arasında geniş bir aralıkta sonuçlar vermiştir. Biyomalzeme olarak kullanılması için istenilen elastik modülü, alaşımların bazılarında kemiğe yakın değerlerde sonuçlar vermiştir. Son olarak, geliştirilen alaşımların biyolojik özelliklerini incelemek için antibakteriyel ve sitotoksik testler uygulanmıştır. Elde edilen sonuçlar geliştirilen alaşımların antibakteriyel özelliğe sahip olduğunu ve sitotoksik olmadıklarını göstermiştir. Elde edilen bu sonuçlar üretilen alaşımların yeni nesil biyomalzeme olarak kullanım potansiyeli olduğunu göstermektedir. Doktora çalışmaları kapsamında geliştirilen yeni nesil titanyum alaşımlarının bu alanda yapılacak çalışmalar için bir altyapı oluşturması ve ülke ekonomisine önemli bir kazanç getirmesi hedeflenmektedir.
Özet (Çeviri)
In this research, new generation titanium alloys as biomaterials were produced by mechanical alloying with the addition of non-toxic elements such as Nb, Sn, Ta, Hf and Zr. Mechanical alloying experiments were carried out at room temperature in a high energy ball milling for 8 hours. After alloying procedures the as-milled powders were consolidated using an uniaxial pressing and sintered at 1150C for 2 hours followed by microstructural (X-ray diffraction (XRD), Scanning Electron Microscope (SEM), Energy Dispersive Spectrum (EDS)), mechanical (hardness and elastic modulus) and biological (antibacterial and cytotoxic tests) characterizations. The results obtained from XRD and EDS analyses showed α - Ti, β - Ti and TiC phases in the sintered alloys. Hardness tests taken from the sintered samples revealed a wide range values between 340 and 1322 HV depending on the alloy compositions and TiC phases. The density investigations showed that the sintered alloys had relatively low density resulting from high porosity varying between 0.87 - 12.37 %. The elastic modulus of the sintered samples were found between 48.3 to 130 GPa as a function of added elements, some of which was close to the elastic modulus of bone. Antibacterial and cytotoxic tests results showed that the synthesized alloys possessed good antibacterial properties and were not toxic for body. Overall, the obtained results from this study have shown that the developed alloys have the potential as a new generation biomaterials.
Benzer Tezler
- Advancing creep performance and oxidation resistance of inconel 939 alloy fabricated by selective laser melting
Seçici lazer ergitme yöntemi ile üretilen ınconel 939 alaşımının sürünme performansı ve oksidasyon direncinin geliştirilmesi
FATİH GÜLER
Doktora
İngilizce
2025
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZGÜL KELEŞ
DR. HÜSEYİN AYDIN
- Kendiliğinden ilerleyen yüksek sıcaklık sentezi yöntemi ile yeni ve özel alaşımların üretimi ve geliştirilmesi
Investigation of new and noble alloys productions by self-propagating high-temperature synthesis method
MURAT ALKAN
Doktora
Türkçe
2014
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ONURALP YÜCEL
DOÇ. DR. CEVAT BORA DERİN
- Havacılık sektörü için yüksek oksidasyon dirençli Y-tial alaşımlarının geliştirilmesi
Development of high oxidation resistant Y-tial alloys for the aerospace industry
AHMET MİRZA EROL
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. CEVAT BORA DERİN
- Yönlü katılaşma ile üretilen CM247LC nikel esaslı süper alaşımının yüksek sıcaklık mekanik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of high temperature mechanical properties of directionally solidified CM247LC nickel based superalloy
MÜGE AKDEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN ÇİMENOĞLU
DR. HÜSEYİN AYDIN
- Toz metalurjisi yöntemiyle üretilen gözenekli titanyum esaslı implant malzemelerin mekanik ve tribolojik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of the mechanical and tribological properties of porous titanium based implant materials produced by the powder metallurgy process
ZAFER GÖLBAŞI
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Metalurji MühendisliğiKaradeniz Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BÜLENT ÖZTÜRK