Toz metalurjisi yöntemiyle AZ91 Mg alaşımının üretimi ve sol-jel yöntemiyle Ta2O5/HA/hidroksiapatit tabakalı kaplanması ve karakterize edilmesi
Production of AZ91 Mg alloy by powder metallurgy method and  characterization of coating with tantalum oxide/hydroxyapatite by using sol-gel method
Yazar: İLHAN DANACI
Danışman: DOÇ. DR. HANİFİ ÇİNİCİ
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
AZ91 Mg alaşımının mekanik özelliklerinin kemiğin (kortikal kemiği) mekanik özelliklerine en yakın değerlere sahip olmasından dolayı implant olarak kullanımı konusunda diğer metalik malzemelere göre bir adım öndedir. Bu nedenle AZ91 Mg alaşımı toz metalurjisi yöntemi ile farklı basınç ve sinterleme sıcaklıklarında üretilmiştir. Farklı sinterleme sıcaklıkları ve basıncın AZ91 Mg alaşımının mekanik ve yapısal özellikleri üzerindeki etkileri incelenmiş ve optimum özellikleri veren basınç ve sıcaklık değerleri belirlenmiştir. AZ91 Mg alaşımının daha uzun süre vücut içerisinde bozulmadan kalması için numune yüzeyleri Ta2O5/HA ile tabakalı kaplanmıştır. AZ91 Mg alaşım tozları tek eksenli hidrolik pres ile sıcak preslenmesi yöntemi uygulanarak üretilmiştir. Üretilen numuneler 60×10×2 mm3 ebatlarında kesilmiş ve yüzeyleri 1200 SiC kum zımparaya kadar zımparalanmıştır. Hazırlanmış olan altlık malzemelerin üzerine, sol-jel ve daldırmalı kaplama yöntemleri ile öncelikle Ta2O5 ve ardından Ta2O5 üzerine HA kaplanmıştır. Numunelerin yapısal özellikleri; X-Işını Kırınımı (XRD), Enerji Dağılımlı X-Işını Spektrometreli (EDS) ve Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ile incelenmiştir. Yapılan değerlendirmeler sonucunda kaplama altlık malzemesi olarak üretilecek AZ91 Mg alaşımının 400˚C sıcaklıkta ve 350 MPa basınç altında üretilmesi uygun bulunmuştur. Doku-implant arayüzeyindeki mekanik uyumsuzluğun AZ91 Mg alaşımı kullanılarak giderilmesi sağlanmıştır.

Abstract:
As mechanical properties of AZ91 Mg alloy have the closest values to the mechanical properties of bone (cortical bone), it is more important than other metallic materials in its use as an implant. Therefore, AZ91 Mg alloy was produced by powder metallurgy method at different pressures and sintering temperatures. The effects of different sintering temperatures and pressure on the mechanical and structural properties of AZ91 Mg alloy were investigated and the pressure and temperature values giving the optimum properties were determined. In order for the AZ91 Mg alloy to remain in the body for a longer time, the sample surfaces were layered with Ta2O5 / HA. AZ91 Mg alloy powders are produced by applying the method of hot pressing with a uniaxial hydraulic press. The samples produced were cut in dimensions of 60 × 10 × 2 mm3 and their surfaces were sanded up to 1200 grid emery paper.  On the prepared base materials, firstly Ta2O5 and then HA was coated on Ta2O5 by sol-gel and dip coating methods. Microstructural properties of samples; It was studied by X-Ray Diffraction (XRD), Energy Dispersion Spectrometer (EDS) and Scanning Electron Microscope (SEM).  As a result of the evaluations made, it was found appropriate to produce AZ91 Mg alloy to be produced as a coating base material at a temperature of 400 °C and under 350 MPa pressure. The mechanical incompatibility at the tissue-implant interface was eliminated by using AZ91 Mg alloy.