Zirkonya ile toklaştırılmış alümina (ZTA) biyo seramik implant malzemelerin üretimi
Production of zirconia toughened alumina (ZTA) bio ceramic implant materials
Yazar: MERVE YILMAZ
Danışman: PROF. DR. ÖMER YILDIZ
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Zirkonya ile Toklaştırılmış Alümina (ZTA) ortopedik implantlarda ve dental uygulamalarda kemik yerine kullanılan ve mükemmel biyouyumluluğa sahip olan önemli bir biyoinert seramik implant malzemedir.
Bu çalışmada çöktürme yöntemiyle itriyum stabilize zirkonya ile toklaştırılmış alümina nano tozlar üretilmiştir. Alüminyum nitrat, zirkonyum nitrat ve itriyum nitrat saf suda ayrı ayrı çözündürülerek çözeltiler hazırlanmıştır. Sonrasında bu çözeltiler birbirleri ile karıştırılmıştır. Sodyum hidroksit (NaOH) sulu çözeltisi çöktürücü olarak ilave edilmiştir. Oda sıcaklığında manyetik karıştırıcı ile karıştırılan çözelti NaOH ilavesiyle beyaz renkli jel haline gelmiştir. Elde edilen jelin filtre edilmesi ve yıkanmasından sonra kurutma işlemi için iki farklı yöntem kullanılmıştır. Bunlar sırasıyla; etüvde kurutma ve sprey kurutucuda kurutmadır. Kurutma yöntemine ve değişen kompozisyonlara göre tozların özelliklerindeki yapısal değişimler incelenmiştir. Sentezlenen tozların kristal yapısı, morfolojisi ve diğer fiziksel özellikleri incelenmiş ve Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ve X-Işınları Kırınımı (XRD) ile karakterize edilmiştir. Ayrıca tane boyutu ölçümü, Diferansiyel Termal Analiz (DTA) ve Diferansiyel Tarama Kalorimetresi (DSC) analizleri gerçekleştirilmiştir. Yapılan incelemelerde sprey kurutucu ile kurutulan tozların mükemmel küresel aglomeralar halinde olduğu ve kristalinite oranının daha yüksek olduğu tespit edilmiştir. Ayrıca sprey kurutucu ile kurutulan tozların tanecik boyutunun, etüvde kurutulanlara göre daha küçük olduğu görülmüştür.

Abstract:
Zirconia Toughened Alumina (ZTA) is a very important bioinert ceramic implant material with excellent biocompatibility and mainly used in orthopedic implants and dental applications.
In this study, Yttria Stabilized Zirconia (YSZ) Toughened Alumina nano powders were synthesized by precipitation method. Aluminum nitrate, zirconium oxynitrate and yttrium nitrate hexahydrate were dissolved separately in distilled water. Then this solutions mixed together and NaOH solution was added as precipitant. The solution was turned into gel by mixing on hot plate magnetic stirrer at ambient temperature. Afterwards gel was filtered, washed and it was dried in two different ways which are drying in oven and drying with sprey drier respectively. Variations in structure of powders were studied by different drying method and chemical composition of powders. The crystal structure, morphology and other physical properties of synthesized powders were investigated and characterized by Scanning Electron Microscope (SEM) and X-Ray Diffraction (XRD). Furthermore, particle size measurement were done by nanosizer and Differential Thermal Analysis (DTA) and Differential Scanning Calorimetry (DSC) analysis were done. It was found that the powders synthesized by sprey drier has excellent shape of spherical agglomerate powders and high degree of crystallinity. Finally, powders dried by sprey drier has smaller particle size than the powders dried by drying oven.