Dental uygulamalarda kullanılan NiTi alaşımı üzerine mikro ark oksidasyon metoduyla büyütülen TiO2 ve nano Ag-TiO2 ince film kaplamalarının yapısal ve mekanik özelliklerinin araştırılması
The investigation of structural and mechanical properties of TiO2 and nano Ag-TiO2 thin film coatings grown on NiTi alloy by micro arc oxidation method used in dental applications
Yazar: FİLİZ KARABUDAK
Danışman: YRD. DOÇ. DR. RUHİ YEŞİLDAL ; PROF. DR. FUNDA BAYINDIR
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Konstrüksiyon ve İmalat Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2017
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
NiTi şekil hafızalı alaşımlar özel şekil hafıza etkisi, süperelastiklik, iyi korozyon direnci ve biyouyumluluk özelliği nedeniyle biyomedikal alanda geniş bir kullanım alanına sahiptir. Oksitlendirilmiş NiTi alaşımında koruyucu titanyum oksit tabakası metalik alaşımı çevresinden ayrıştırır ve bu şekilde biyouyumluluk sağlanmaktadır. Mikro ark-oksidasyon (MAO) biyouyumlu ve antibakteriyel titanyum oksit (TiO2) seramik kaplamalar için en etkili ve en uygun yöntem olarak öne çıkmaktadır. Gümüş, yıllar boyunca geniş spektrumlu bir antibakteriyel etkiye ve canlı hücreler üzerinde düşük toksisiteye sahip ve dezenfektan olarak bilinmektedir. Bu çalışmada, MAO yöntemi kullanılarak şekil hafızalı, eşatomlu dental NiTi alaşımı üzerine TiO_2 seramik kaplama ve nano (20~30 nm) Ag ilaveli TiO2 kaplaması büyütülmüştür. Büyütülen her iki kaplamanın da korozyon direnci, antibakteriyel duyarlılık özelliği, Ni^+2 salınımı, biyouyumluluğu ve şekil hafıza etkisinin korunması incelenmiştir. Son olarak, ANSYS yazılımı ile bilgisayar ortamında oluşturulan kaplama/taban malzeme katı modellerinin Von Mises gerilme/gerinme/sürünme gerinmesi değerleri ve temas basınç değerleri gibi mekanik özellikler incelenmiştir. Bu inceleme sonlu elemanlar gerilme analiz yöntemi kullanılarak yapılmıştır.

Abstract:
NiTi shape memory alloys have a broad range of applications in biomedical fields because of special shape memory effect, superelasticity, good corrosion resistance, and, biocompatibility properties. A protective titanium oxide layer is separating the metallic alloy from its around in the oxidized NiTi alloy and by this way, biocompatibility is ensured. The Micro-arc oxidation (MAO) stands out as the most effective and appropriate method for biocompatible and antibacterial titanyum dioksit (TiO2) ceramic coatings. Silver which is one of these metals is known as disinfectants having low toxicity on living cells and years broad spectrum antibacterial effect. In this study, the TiO_2 ceramic coating and nano (20~30 nm) Ag supplemented TiO2 coating have been grown on shape memory, co atoms dental NiTi alloys with the MAO method. Corrosion resistance, the antibacterial sensitivity characteristic, release of Ni^+2, increase of biocompatibility and influence of shape memory effect of both coating was investigated. Finally, solid models of coating/substrate generated by ANSYS computer software. Mechanical properties such as Von Mises stress, total strain, creep strain values and contact pressure was investigated after loading. This study was conducted using the finite element stress analysis.