Titanyum ve alaşımlarının elektrokimyasal davranışları
Electrochemical behavior of titanium and alloys
Yazar: ÖZLEM İŞLER
Danışman: PROF. DR. BİRGÜL YAZICI
Çukurova Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Titanyum ve alaşımları, yüksek biyouyumluluk, osseoentegrasyon ve korozyon davranışı nedeniyle biyomedikal uygulamalar için yaygın şekilde kullanılmaktadır. Bu nedenle, bu malzemelerin korozyon davranışlarının araştırılması ve geliştirilmesi büyük öneme sahiptir. Bu çalışmada, titanyum ve alaşımının(TiAl3)HF çözeltisinde eloksal işlemine tabi tutularak yüzeylerinde korozyona karşı dirençli oksit yapıların oluşturulması hedeflenmiştir. Eloksal işlemi 0,1 M HF çözeltisinde Ti anot ve Pt katot olarak gerçekleştirilmiştir. Sisteme 30 dk süreyle 17,5V uygulanmıştır. Oluşturulan modifiye elektrotların (Ti/TiO2) biyouyumluluğu hücre dışı koşullarda araştırılmıştır. Bu elektrotların elektrokimyasal ve korozyon davranışları, vücut sıvılarına örnek teşkil etmesi amacıyla 310 K 'de serum fizyolojik ve yapay ter çözeltilerinde incelenmiştir. Bu amaçla akım-potansiyel eğrisi, dönüşümlü voltametri, elektrokimyasal impedans spektroskopisi (EIS) ve polarizasyon ölçüm teknikleri kullanılmıştır. Ayrıca yüzey yapıları taramalı elektron mikroskobu (SEM)  ve temas açısı ölçüm cihazı ile incelenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre; eloksal işlemi Ti'nin korozyon direncini arttırmıştır. Ti / TiO2 için polarizasyon eğrilerinde anodik akım yoğunlukları ve temas açısı daha düşük, EIS ölçümlerinde daha yüksek korozyon direnci saptanmıştır. Bu da yüzey üzerinde oluşturulan daha kararlı, homojen ve kompakt film tabakası ile ilişkilendirilmiştir.

Abstract:
Titanium and its alloys have been widely used for biomedical applications due to high biocompatibility, osseointegration and corrosion behaviour.  Therefore, investigation and enhancing the corrosion behavior of these materials have vital importance. In this study, we aimed to subject the titanium and its alloy(TiAl3) to form corrosion resistant oxide structures on their surfaces in the HF solution by anodising them. The anodizing process was carried out as Ti anode and Pt cathode in 0,1 M HF solution. 17,5 V was applied to the system for 30 minutes. The biocompatibility of the generated modified electrodes (Ti / TiO2 ) was investigated in invitro conditions. The electrochemical and corrosion behaviors of these electrodes were investigated in physiological saline and artificial perspiration solutions at 310 K to provide an example for body fluids. For this purpose, current-potential curves, cyclic voltammetry, electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and polarization measurement techniques were used. In addition, surface structures were examined with scanning electron microscope (SEM) and contact angle meter. According to the results obtained; anodizing increased the corrosion resistance of Ti. For Ti / TiO2, the anodic current density and contact angle were lower in the polarization curves and corrosion resistance was determined higher in the EIS measurements. This is associated with a more stable, homogeneous, compact film layer formed on the surface.