Potasyum mikası ve florapatit içeren cam seramiklerin kristalizasyon davranışları, işlenebilirlik özellikleri üzerine değişen oranda çekirdeklenme katalisti (ZrO2) ilavesinin etkisinin incelenmesi ve biyoaktivite karakterizasyonu
The effect of nucleating agent (ZrO2) addition on crystallization behaviour, machinability of potassium mica and flourapatite containing glass ceramics and bioactivity characterization
Yazar: UĞUR CEYLAN
Danışman: DOÇ.DR. GÜLTEKİN GÖLLER
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2007
Konu: Seramik Mühendisliği = Ceramic Engineering
Dizin: Cam seramikler = Glass ceramics

Özet:
Deneysel çalışmanın ilk aşamasında ağırlıkça 7:3 oranında potasyum mikası veflorapatit içeren cam bileşimlerine farklı oranlarda çekirdeklenme katalisti (ZrO2)ilavesi yapılarak cam bileşimleri hazırlanmıştır ve uygun sıcaklıklarda dökülerek bukompozisyonlara ait camlar elde edilmiştir. Diferansiyel termal analiz (DTA) ile camaait cam geçiş ve kristalizasyon sıcaklıkları, X-ışınları difraksiyonu (XRD) analizleri ileyapı içinde oluşan fazlar ve oluşma sıraları belirlenmiştir. Yapılan XRD analizleri ileher bileşim için florapatit ile mikanın aynı sıcaklıkta temel cam fazından çöktüğübelirlenmiştir. Elde edilen DTA ve XRD verilerinden cam seramik üretimi için gerekliısıl işlem sıcaklıkları belirlenmiştir. Deneysel çalışmanın ikinci aşamasında mikroyapıkarakterizasyonu, mikrosertlik ve işlenebilirlik testleri için silindir ve disk şeklindenumuneler dökülmüştür. Elde edilen numunelere belirlenen sıcaklıklarda ısıl işlemleruygulanarak taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile mikroyapı karakterizasyonu,mikrosertlik testleri ile sertlikleri ve elde edilen sonuçlar doğrultusunda disknumunelere matkapla delerek işlenebilirlik testleri uygulanmıştır. Çalışılan bileşimlereyapay vücut sıvısı (SBF) içerisinde in-vitro biyoaktivite testi uygulanmıştır. In-vitrobiyoaktivite karakterizasyonu sonucunda numune yüzeyinde oluşan tabakanın hangifaza ait olduğunun belirlenmesi amacıyla ince film XRD (TF-XRD) analizi yapılmıştır.Numune yüzeyinde oluşan tabakanın morfolojisinin belirlenmesi amacıyla taramalıelektron mikroskobu (SEM) kullanılmıştır. In-vitro biyoaktivite testi sonucundanumune yüzeyinde oluşan fazların moleküler bağ karakterizasyonunun belirlenmesi içinFTIR (Fourier Transform Infrared Spectrometer) kullanılmıştır.Anahtar Kelimeler:Cam-Seramik, K-Mikası, Florapatit, ZrO2

Abstract:
In the first stage of the experimental studies, glass compositions having 3:7 weight ratioof flourapatite to potassium mica with different amount of nucleation agent (ZrO2) wereprepared and melted at proper temperatures. Differential thermal analysis (DTA) andX-Ray diffraction (XRD) methods were applied in order to determine glass transitionand crystallization temperatures and characterize phase precipitation sequence andidentify phases. According to the DTA and XRD results, heat treatment programmes ofglass-ceramic production were determined. In the second stage of the experimentalstudies, disc and cylindrical shaped samples were prepared to determine themicrostructural and mechanical properties in terms of microhardness andmachinability. Heat treatment methods were applied to the glass specimens in order tomake microstructural characterization by using scanning electron microscope (SEM)and microhardness test for determining hardness values of the specimens and accordingto the obtained results, machinability test was applied by drilling. In order to investigatethe bioactivity of the obtained glass-ceramics, samples were characterized by in-vitrocharacterization in simulated body fluid (SBF). The thin film X-Ray Diffraction (TFXRD)analysis was used to investigate the phases which were precipitated on thesurfaces of the specimens. Microstructure analysis of the surfaces was made by scanningelectron microscope (SEM). The molecular bonding characterization was applied byusing Fourier Transform Infrared Spectrometer (FTIR).Keywords: Glass-Ceramic, Flourapatite, K-Mica, ZrO2