Biyo uygulamalar için su bazlı silisyum nitrür esaslı şerit döküm süspansiyonlarının geliştirilmesi ve karakterizasyonu
Development and characterization of silicon nitride based aqueous tape casting suspensions for bio applications
- Tez No: 768076
- Danışmanlar: PROF. DR. METİN USTA, DR. YASEMİN TABAK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Metalurji Mühendisliği, Engineering Sciences, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Biyomalzemeler, Seramikler, Silisyum nitrür, Sinterleme, Biomaterials, Ceramics, Silicon nitride, Sintering
- Yıl: 2022
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gebze Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Silisyum nitrür seramikler, sitotoksik olmamaları, yüksek kırılma tokluğu, yüksek aşınma direnci ve düşük sürünme katsayısı gibi üstün özellikler sergilemeleri, uzun ömürlü olmaları nedeniyle biyo uygulamalarda gün geçtikçe daha fazla kullanım alanı bulmaktadır. Yüksek lisans tezimin amacı; geleceğin potansiyel biyo malzemelerinden biri olan Si3N4 malzemesinin kemiğe benzer morfolojiye sahip ve fonksiyonel olarak derecelendirilmiş şekilde porozite içeren süspansiyonlarının şerit döküm yöntemi ile şekillendirilmesi için su bazlı (çevre dostu olması amacıyla) seramik süspansiyon hazırlanması, farklı dispersiyon özelliklerinin incelenmesi ve üretimi yapılan numunelerin Sol-Jel prosesinde daldırma yöntemiyle Trikalsiyum Fosfat (TCP) ve Chitosan kaplanmasıdır. Şerit döküm yöntemi ile üretimi yapılacak olan“kemik benzeri”mikro ve makro porlar içeren poroz Si3N4 seramik malzemelerin su bazlı süspansiyonunun pH değeri, dispersan oranı, farklı dispersant ortamları, bağlayıcı ve plastikleştirici, por oluşturucu ajanların miktarı ile diğer reolojik parametreler kullanılarak reolojik davranışın optimizasyonu için reçeteler geliştirilmiştir. Farklı oranlarda katkılanan por oluşturucu ajanlar ile farklı reçeteler geliştirilmiş ve fonksiyonel derecelendirilmiş malzeme oluşturulması amacıyla şerit döküm yöntemiyle üretilen şeritler kademeli geçişe izin verecek şekilde lamine edilmiştir. Lamine edilen numuneler soğuk izostatik pres (CIP) ile preslenmiş ardından bağlayıcı giderme yapılmış ve farklı sıcaklıklarda hava ve azot atmosferlerinde sinterlenmiştir. Poroz silisyum nitrür malzemelere sol-jel yöntemiyle TCP ve Chitosan kaplanmış ardından SEM-EDS, XRD, XRF ve biyolojik testler karakterize edilerek sonuçlar değerlendirilmiştir. Sonuç olarak kemik benzeri mikroyapıya sahip silisyum nitrür esaslı biyoseramik malzeme mikro ve makro porlar içerecek şekilde elde edilmiştir. Elde edilen ürünün ortopedik ve omurga cerrahisi için kişiye özel ihtiyaçlara cevap vermesi beklenmektedir.
Özet (Çeviri)
Silicon nitride ceramics find out more usage in bio application areas cause of superior properties such as non-cytotoxic, high fracture toughness, high abrasion resistance and low coefficient of creep, long life day by day. My master thesis purpose; preparing based on aqueous and including high porosity as similar to bone tissue morphology and functionally graded silicon nitride, which is one of the future potential materials, ceramic suspensions (friendly environmental) via tape casting, researching on different dispersion agent properties effect on rheology and Tricalcium Phosphate (TCP) and Chitosan coating on produced samples by sol-gel process, especially dip-coating method. Different recipes are developed, which will be produced silicon nitride materials involving porosity similar to bone's morphology and pores by tape casting, for optimization based on aqueous suspension's pH value, dispersion value, different dispersions environments, binder and plasticizer, pore-maker agents amount furthermore will be analyzed rheological behavior with using different rheological parameters. Different recipes are developed by adding different ratios of pore-maker agent and produced tapes are laminated as can be allowed to transition from graded for aimed to the creation of functionally graded materials. Laminated tapes are pressed via Cold Isostatic Press (CIP) after burn-out (binder removal) done and sintered at different temperatures in the air and nitrogen atmosphere. After TCP and Chitosan are coated on porous silicon nitride materials by the sol-gel method, the results have been evaluated by applied SEM-EDS, XRD, XRF, and characterized biological test. As a result, obtained based on silicon nitride materials, which have microstructure similar to bone, as involve micro and macropores. Expected to supply special on person's needs of orthopedic and spine surgery.
Benzer Tezler
- Synthesis and characterization of amide containing polybenzoxazines from bio-based compounds
Biyo bazlı bileşiklerden amid içeren polibenzoksazinlerin sentezi ve karakterizasyonu
EMİNE YILMAZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BARIŞ KIŞKAN
- Valorisation of whey components via enzymatic ceramic membranes for biopolymer synthesis and bio-based nanofiber membrane fabrication
Enzimatik seramik membranlar ile peynir altı suyu bileşenlerinin biyopolimer sentezi ve biyo-nanolif membran üretimi için değere dönüştürülmesi
SAMA ALI QAHTAN AL-MUTWALLI
Doktora
İngilizce
2025
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DERYA YÜKSEL İMER
PROF. DR. FRANK LİPNİZKİ
- Preparation and characterization of aliphatic cyclopolymer derived membranes for water treatment
Su arıtımı için alifatik siklopolimer türevli membranların hazırlanması ve karakterizasyonu
NİHAN BİRGÜN
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Polimer Bilim ve TeknolojisiSabancı ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SERKAN ÜNAL
DR. SELDA ERKOÇ İLTER
- Krotonik ve itakonik asit bazlı katyonik hidrojel sentezi ve bu hidrojelin elektriksel özelliklerinin incelenmesi
Synthesis of crotonic and itaconic acid based cationic hydrogel and investigation of electrical properties of this hydrogel
HEDİYE NUR BOSTANCI
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Mühendislik Bilimleriİstanbul Üniversitesi-CerrahpaşaBiyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YASİN ÖZÇELEP
DOÇ. DR. GÖKHAN ÇAYLI
- Safra asidi, poli (ε-Kaprolakton) ve ʟ-Lizin diizosiyanat etil ester bazlı poliüretanların sentezi ve biyobozunurluk özelliklerinin incelenmesi
Synthesis of bile acid, poly (ε-Caprolactone) and ʟ-Lysine diisocyanate ethyl ester based polyurethanes and investigation of their biodegradability properties
BURCU AÇIK
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Polimer Bilim ve TeknolojisiYalova ÜniversitesiPolimer Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. HAMİT ERDEMİ
DOÇ. DR. GÖKHAN AÇIK