Metalik biyomalzemelerin vakum ark ergitme yöntemi ile üretimi ve özelliklerinin incelenmesi
Production of metallic biomaterials by vacuum arc melting method and investigation of their properties
Yazar: ELİF ELDEN
Danışman: YRD. DOÇ. DR. ESRA DOKUMACI
Dokuz Eylül Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Metalik biyomalzemeler yüksek mekanik dayanımlarından dolayı implant uygulamaları başta olmak üzere birçok biyomedikal uygulamalarda yaygın olarak kullanmaktadır. Titanyum (Ti) metali ve Titanyum alaşımları fiziksel, mekanik ve biyolojik açıdan iyi özellikler göstermektedir. Günümüzde araştırmacılar özellikle düşük elastisite modülüne sahip Beta-Titanyum alaşımlarının gelişimi üzerine yoğunlaşmıştır. Bu alaşımlarda Niyobyum (Nb), Tantalyum (Ta), Zirkonyum (Zr) ve Molibden (Mo) gibi alaşım elementleri kullanılmaktadır. Titanyum metali, Nb ile alaşımlandırıldığında düşük elastisite modülü, yüksek korozyon direnci, şekil hafıza ve süperelastik özellik sergilediği gözlemlenmektedir. 
Bu çalışmanın amacı ticari olarak günümüzde kullanılan alaşımlardan daha iyi özelliklere sahip düşük maliyetli alaşımlar geliştirmektir. Bu çalışmada, tane inceltici olarak bilinen Bor (B) elementinin Ti-40,5 Nb (ağırlıkça yüzde) alaşımının mekanik ve korozyon özelliklerine etkisi incelenmiştir. Bu amaçla, farklı bor içeriğine (ağırlıkça yüzde 0,05, 0,1, 0,2, 0,5, 1 ve 2) sahip alaşımları üretmek için Vakum Ark Ergitme (VAM) yöntemi kullanılmıştır. Alaşımlarda bulunan fazları gözlemlemek, incelemek ve belirlemek için Optik Mikroskop, Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ve Enerji Dağılım Spektrometresi (EDS) kullanılmıştır. Üretilen alaşımların mekanik özelliklerini belirlemek için Dinamik Ultra Mikro Sertlik (DUH) cihazı kullanılmıştır. Potansiyodinamik korozyon testleri ile alaşımların elektrokimyasal özellikleri belirlenmiştir.

Abstract:
Due to their high mechanical strength, metallic biomaterials are being used extensively in many biomedical applications related, particularly, to the implants. The Titanium (Ti) metal and its alloys have been shown to have good physical, mechanical and biological properties. Nowadays, researchers have been focused especially on the development of Beta-Titanium alloys with low elastic moduli. In such alloys, elements like Niobium (Nb), Tantalum (Ta), Zirconium (Zr), and Molybdenum (Mo) are used. It has been observed that when Ti is alloyed with Nb, the produced alloy shows high corrosion resistance, shape memory and super elasticity properties.
The purpose of this study is to develop low-cost alloys that have properties better than those of the currently available commercial alloys. In this study, the effect of addition of boron (B), which is a grain refining element, on the mechanical and corrosion properties of the Ti-40.5 Nb (weight percent) alloy was investigated. For this purpose, the Vacuum Arc Melting (VAM) method was used to produce the alloys whose B contents (weight percent) were, 0.05, 0.1, 0.2, 0.5, 1 and 2. X-Ray Diffraction (XRD), Optical Microscopy, Scanning Electron Microscopy (SEM) and Energy Dispersive Spectrometry (EDS) were used to observe, investigate and determine the phases present in the alloys. To determine the mechanical properties of the produced alloys Dynamic Ultra-micro Hardness (DUH) technique was used. Potentiodynamic corrosion tests were performed on the alloys to determine their electrochemical properties.