Nano elmas ilaveli Mg-3Sn-2Y alaşımının mekanik ve korozyon özelliklerinin incelenmesi
Effect of nano diamond addition on mechanical and corrosion properties of Mg-3Sn-2Y alloy
Yazar: HÜSEYİN EREN ÜSTÜN
Danışman: DOÇ. DR. HÜSEYİN ŞEVİK
Mersin Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Biyobozunurluk = Biodegradability ; Korozyon = Corrosion ; Magnezyum alaşımları = Magnesium alloys ; Mekanik özellikler = Mechanical properties

Özet:
Ortapedi ve kardiovasküler uygulamalar için biyobozunur implantların geliştirilmesi, kalıcı implantların neden olduğu uzun dönemli komplikasyonlardan kaçınmak için son yıllarda çok önem kazanmıştır. Magnezyum biyo uyumluluğundan dolayı biyobozunur implant uygulamaları için önemli bir adaydır. Magnezyum alaşımları korozyon reaksiyonları sonucunda çok hızlıca vücut içerisinde bozunur. Bu durum alaşımın mekanik özelliklerini düşürür ve implantın deforme olmasına neden olur. Bu nedenle araştırmacılar, magnezyum alaşımlarının korozyon hızını yavaşlatmak için iki konu üzerinde yoğunlaşmıştır. Birincisi yenilikçi magnezyum alaşımları ve nano kompozitlerinin geliştirilmesi ile korozyon direnci ve biyo uyumluluk özelliklerinin iyileştirilmesi, ikincisi ise biyo uyumlu kaplamaların geliştirilmesidir. Henüz istenilen sonuçlar elde edilemediği için geçtiğimiz bir kaç yıldır magnezyum alaşımlarına yoğun bir şekilde Nano-partikül takviyesi yapılmakta ve mekanik özellikleri iyileştirilmeye çalışılmaktadır. Çünkü Nano boyuttaki malzemelerin mikro boyut ile karşılaştırıldığında daha üstün özelliklere sahip olduğu bilinmektedir.
Bu çalışmada, Mg-3Sn-2Y alaşımı matriks olarak kullanılarak ve ağırlıkça %1 nano elmas ilavesi ile nano kompozitler üretilmiştir. Üretimler gravity döküm yöntemi kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Alaşım ve Nano-kompozit üretiminin başarılı olup olmadığını belirlemek için metalografik çalışmalar yapılmıştır. Üretilen numunelere kimyasal analiz, çekme ve makro sertlik deneyleri gerçekleştirilmiş ve bu sonuçlar optik mikroskop (OM), alan taramalı elektron mikroskobu (FE-SEM) ve EDS analizleri ile desteklenmiştir. Ayrıca korozyon testleri gerçekleştirilmiş ve Tafel eğrileri elde edilmiştir.

Abstract:
Nowadays, the improvement of biodegradable biomaterials (implants) has gained considerable attention as an alternative to avoid long-term complications caused by permanent implants for orthopedic and cardiovascular applications. Magnesium is a promising candidate for biodegradable implant applications due to its biocompatibility. Mg alloys rapidly biodegrade via corrosion reaction in the body, leading to an early decline in the mechanical properties and implant failure. Therefore, a lot of researchers to enhance of corrosion resistance of magnesium have carried out : (i) the development of new Mg alloys and nano-composites with improved corrosion resistance and biocompatibility, and (ii) the development of protective biocompatible coatings. Especially, by adding some nano reinforcing particles to magnesium alloys in order to improve the mechanical and corrosion resistance properties are interested by scientists because of their excellent properties compared with micro particles.
In this study, nano composites were produced by using Mg-3Sn-2Y alloy as matrix and adding 1% by weight of nano diamond. The productions were carried out using the gravity casting method. Metallographic studies were carried out to determine whether the alloy and nano-composite production was successful. Chemical analysis, tensile and macro-hardness tests were performed on the produced samples and these results were supported by optical microscope (OM), field scanning electron microscope (FE-SEM) and EDS analysis. In addition, corrosion tests were carried out and Tafel curves were obtained.