Cp-Ti üzerine kitin, TiO2, SiC ve h-Bn ince filmler kaplanarak biyomimetik yüzeyler elde edilmesi
Obtaining biomimetic surfaces on Cp-Ti by coating chitin, TiO2, SiC and h-Bn thin films
Yazar: BURAK ATİK
Danışman: PROF. DR. AYHAN ÇELİK
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering ; Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Amaç: Yapılan bu çalışmada taklit unsuru olarak böcek kütikülası seçilmiş olup hem biyomedikal alanda hem de savunma sanayisinde sıkça kullanılan Cp-Ti alaşımının yüzey özelliklerinin iyileştirilmesi amaçlanmıştır. Bu kapsamda mücevher böceği kütiküla yapısı morfolojik olarak incelenmiş özellikle de aşınma performansının ve korozyon direncinin Cp-Ti üzerine polimerik ve seramik yapıların damla döküm yöntemiyle kaplanıp iyileştirilmesi amaçlanmıştır.
Yöntem: Bu çalışma üç temel aşamadan oluşmaktadır. Birinci aşama taban malzeme yüzeylerinin uygun hale getirilmesi ve kaplama solüsyonlarının hazırlanmasıdır. İkinci aşamada hazırlanan solüsyonlarının damla döküm yöntemiyle yüzeylere kaplanmasından oluşmaktadır. Üçüncü aşamada ise elde edilen biyomimetik yüzeylerin korozyon, triboloji ve tribokorozyon testlerinin yapılarak XRD, SEM, EDS, Temas Açı Ölçümleri, 3D Profilometre FTIR spektrofotometresi cihazları ile karakterizasyonlarının yapılmasıdır.
Bulgular: Elde edilen biyomimetik yüzeylerin, işlemsiz numuneye göre korozyon, triboloji ve tribokorozyon dirençlerinin arttığı tespit edilmiştir. Kaplama kalınlığının böcek kütiküla kalınlıkları aralığında olması ve temas açı ölçümlerinde kütiküla için ölçülen değer aralığında çıktığı tespit edilmiştir.
Sonuç: Böcek kütikülasının morfolojik yapısı incelenerek elde edilen dubleks kaplamaların aşınma, korozyon ve tribokorozyon test sonuçlarına göre: Bu kaplamaların belirtilen özelliklerinin yüksek olması sebebiyle biyomimetik kaplamalar ve yüzeyler özellikle de aşınma ve korozyon direnci gerektiren ortam koşullarında kullanılabilecek niteliktedir

Abstract:
Purpose: In this study, insect cuticle was chosen as an imitation element and it was aimed to improve the surface properties of the Cp-Ti alloy, which is frequently used in both the biomedical field and the defense industry. In this context, the cuticle of jewel beetle structure is examined morphologically, and it is aimed to cover and improve the wear performance and corrosion resistance of polymeric and ceramic structures on the Cp-Ti by using Drop Casting method.
Method: This study consists of three basic stages. The first step is to optimize the substrate surfaces and to prepare coating solutions. It consists of coating the solutions prepared in the second stage on the surfaces by drop casting method. In the third stage, corrosion, tribology and tribocorrosion tests of the biomimetic surfaces obtained are performed and their characterization is made with XRD, SEM, EDS, Contact Angle Measurement, 3D Profilometer and FTIR spectroscopy devices.
Findings: It has been determined that the obtained biomimetic surfaces have increased corrosion, tribology and tribocorrosion resistance compared to the untreated sample. The thickness of the coating was in the range of insect cuticle thicknesses, and contact angle measurements, it was found in the measured value range for the cuticle.
Results: According to the wear, corrosion and tribocorrosion test results of duplex coatings obtained by examining the morphological structure of insect cuticle: Due to the high specification of these coatings, biomimetic coatings and surfaces can be used especially in environmental conditions requiring abrasion and corrosion resistance.