Biyoseramik kaplamanın MA8M ve AA6061-T4 alaşımlarında korozyon direncine etkisi
The effects of bioceramic coating on corrosion resistance of MA8M and AA6061-T4 alloys
Yazar: SULTAN SÖNMEZ
Danışman: PROF. DR. BÜNYAMİN  AKSAKAL
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering ; Biyoteknoloji = Biotechnology ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Alüminyum alaşımları = Aluminum alloys ; Biyoseramikler = Bioceramics ; Hidroksiapatit seramik = Hydroxyapatite ceramic ; Kaplama = Coating ; Magnezyum alaşımları = Magnesium alloys

Özet:
Kalsiyum fosfat esaslı bir seramik olan Hidroksiapatit [Ca10(PO4)6(OH)2] (HA), biyouyumlu oluşundan dolayı biyomedikal uygulamalarda kemik yerine geçebilen ve hasarlı kemik dokuların onarımında kullanılabilen biyoseramik bir malzemedir. Bu malzeme doğrudan greft veya daha iyi implant-kemik integrasyonu için metalik implantlar üzerine kaplama malzemesi olarak kullanılmaktadır. Bu tür kalsiyum fosfat esaslı malzemeler, kemik integrasyonu ve yeni kemik oluşumunu teşvik ederek implantların daha hızlı tespitini (osteointegrasyonunu) sağlamaktadırlar. İmplant malzemeler üzerine HA kaplamada elektroporetik, plazma sprey, magnetron sputter, CVD gibi metodların yanısıra Sol-Jel yöntemi de oldukça etkin bir metotdur. Bu yöntem; düşük işlem sıcaklığı, daha kompleks parçaların kaplama kolaylığı ve yüksek yüzey alanı ve serbest enerjiye sahip katıların daha düşük sıcaklıkta sinterlenmesi bakımından avantajlı sayılabilir.Bu çalışmanın amacı mevcut implant uygulamalarına alternatif olarak Mg alaşımı (MA8M) ve Al alaşımı (AA 6061-T4) malzemelerin yüzeylerini Sol-Jel yöntemi ile nano ve mikro-HA partikül boyutlarında, üç farklı kaplama kalınlığında (~30, ~60, ~85µm) biyoaktif-HA tabakası kaplayarak, adezyon dayanımı, HA tane boyutu ve kaplama kalınlığına bağlı olarak yapay vücut sıvısı içerisinde korozyon davranışlarını incelemektir. Bu amaçla, adezyon testleri ile Ringer sıvısı içinde korozyon deneyleri Potansiyostat cihazında yapılan numunelerin, karakterizasyonu taramalı elektron mikroskobu (SEM), X-ışınları difraktometresi ile gerçekleştirilmiştir. Yapılan incelemelerden, mikro-HA kaplı Mg alaşımı numunelerin korozyon ve adezyon direnci kaplama kalınlığı arttıkça azaldığı gözlenmiştir. Al alaşımı taban malzemelerin kullanıldığı HA kaplamaların aktivasyon kontrollü bir korozyon mekanizması ile korozyona uğradıkları görülmüştür. Al alaşımları için optimum düzeyde değerleri sağlayan numune ~30µm kaplama kalınlığına sahip nano-HA kaplı Al alaşımı numuneler, Mg alaşımları için optimum düzeyde değerleri sağlayan numuneler ise ~30µm kaplama kalınlığına sahip mikro-HA kaplı Mg alaşımı numunelerin olduğu görülmüştür.Anahtar sözcükler: Alüminyum ve Magnezyum, Biyoseramik kaplama, Hidroksapatit, Korozyon

Abstract:
Hydroxyapatite [Ca10(PO4)6(OH)2 (HA), is a calcium phospates based bioceramic material which can be used in biomedical application as bone substitute due to its biocompatibility and near bone properties. It is used as graft or for coating purposes on metallic implants for better osteointegration. Such calcium phospate-based materials promote the implant-bone osteointegration, bone ingrowth and implant-bone fixation. During the coating of implant materials; electrophoretic deposition, plasma spray, PVD (magnetron sputtering) and CVD methods as well as sol-gel method is an effective method. This method, has some advanteges such as low process temperature, possibility of coating complex parts, high surface energy and sinteribility at lower temperatures for the solid substrates.The main goal of this work is to investigate corrosion behaviour of Dip-coated and uncoated Mg and Al alloys. The coating took place by using nano and micro particle sized-HA at different coating thicknesses (~30, ~60 and ~85µm). Corrosion resistance and adhesion strength have been studied with respect to three different coating thicknesses for both micro and nano-HA particle sizes. For this purpose, corrosion tests were carried out in a potansiostat device using Ringer? solution and were characterized by scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction. From the analysis, corrosion and adhesion resistance of micro-HA coated Mg specimens was decreased for the coating thickness that is increase. Al alloy were corroded with the activation controlled corrosion mechanism. For the Al alloy samples have been found to be optimum proporties which has been coating ~30µm nano-HA coated Al alloy specimens and for Mg alloy it was found to be ~30µm at micro-HA coating.Keywords: Aluminium and Magnesium, Bioceramic coating, Hydroxyapatite, Corrosion