SERAMİK KAPLANMIŞ AZ31 ALAŞIMININ TRİBOLOJİK, KOROZYON, TRİBOKOROZYON PERFORMANSI VE BİYOUYUMLULUK DAVRANIŞININ İNCELENMESİ
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Atatürk Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Makine Mühendisliği, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2021
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: YUSUF BURAK BOZKURT
Danışman: Ayhan Çelik
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Amaç: AZ31 biyobozunur metalik malzemenin bozunma hızının seramik kaplamalar kullanarak azaltılması ve bozunmanın daha kontrollü bir hale getirilmesi amaçlanmıştır. Yöntem: AZ31 alaşımı, katodik ark fiziksel buhar biriktirme yöntemi kullanılarak AlTiN ve Ag doplu TiN olmak üzere seramik türde malzemeler ile kaplanmıştır. Üç grup numune için kuru ve sıvı ortamda aşınma, daldırmalı korozyon, elektrokimyasal korozyon ve tribokorozyon testleri uygulanmış, numuneler birbirleri ile kıyas edilmiştir. Test çözeltisi olarak PBS (Phosphate Buffered Saline), DMEM (Dulbecco's Modified Eagle's Medium) ve SBF (Simulated Body Fluid) kullanılmıştır. Tribolojik testler iki farklı yük altında tekrarlanmıştır. Numunelerin yapısal ve morfolojik analizleri XRD, SEM, EDS, mikrosertlik ve üç boyutlu profilometre ile gerçekleşitirilmiştir. Temas açısı ölçüm cihazı ile numune yüzeylerinden statik temas açıları alınmıştır. Taban malzeme ve kaplama arasındaki adezyonun tespiti için çizme testi uygulanmıştır. Tribolojik analizlerin elde edilebilmesi için oda şartlarında doğrusal zıt yönlü düzlem-pim aşınma düzeninde deneyler gerçekleştirilmiştir. Elektrokimyasal korozyon deneyleri için potansiyodinamik polarizasyon ve elektrokimyasal empedans spekstroskopisi yöntemleri kullanılmıştır. Tribokorozyon testleri kapsamında tribolojik ve elektrokimyasal korozyon test düzeneği eş zamanlı çalışır hale getirilmiştir. Biyobozunurluk testleri için daldırmalı korozyon testi uygulanmıştır. Çözeltilerin element içeriklerinin niceliksel analizi ICP-MS ile gerçekleştirilmiştir. Bulgular: AZ31 taban malzemeye göre AlTiN ve Ag doplu TiN filmlerin yüzey sertlikleri daha fazladır. Kaplanmış numunelerde sürtünme katsayılarında artış gözlemlenmiş, aşınma oranları AZ31 alaşımına göre azalmıştır. Elektrokimyasal ve daldırmalı korozyon testlerine göre maksimum korozyon direnci Ag doplu TiN filmde görülmüştür. Tribokorozyon testlerinde arttırıcı ve sinerjik etkinin ayrı ayrı veya birlikte denge halinde etki gösterdiği tespit edilmiştir. Uzun süreli test periyotları için SBF çözeltisinin korozyon hasarında daha etkin olduğu söylenebilir. Sonuç: AlTiN ve Ag doplu TiN ile ayrı ayrı kaplamış AZ31 alaşımının, biyobozunur implant malzemesi olarak yüzey özellikleri iyileştirilmiş ve bozunma hızı daha kontrollü bir hale getirilmştir.