Hidroksiapatit ve yarı kararlı zirkonya kompozitlerine itriyum florür (YF3) ilavesinin iç yapı ve mekanik özelliklerine etkisinin incelenmesi
Investigation of effect of yttrium fluoride (YF3) on microstructural and mechanical properties of hydroxyapatite and partially stabilized zirconia composites
Yazar: ANIL AYKUL
Danışman: PROF. DR. METİN USTA ; DOÇ. DR. ZAFER EVİS
Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü / Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü / Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2013
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Bu tezin amacı; itriyum florür ilavesinin, hidroksiapatit (HA) ve yarı kararlı zirkonya kompozitlerinin içyapı ve mekanik özelliklerine etkisinin incelenmesidir. Saf HA, HA-yarı kararlı zirkonya kompoziti ve %0,5, %1, %2,5 gibi değişik oranlarda YF3 içeren HA-yarı kararlı zirkonya kompozitleri 800oC ve 1400oC arasında değişen sıcaklıklarda basınçsız olarak 1 saat süre ile sinterlenmiştir. Bu çalışmada, sinterlenebilirlik ve mekanik özellikleri belirlemek için bütün numuneler taramalı elektron mikroskobisi (SEM), x-ışınları kırınımı (XRD), zayıflatılmış dahili yansımalı-fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopi (ATR-FTIR) ile karakterize edilmiş, yoğunluğu, mikrosertliği ölçülmüş ve kırılma tokluğu hesaplanmıştır.HA-zirkonya kompozitlerinin ve saf HA'nın 1200oC'nin altında arzulanan ısıl kararlılığı gösterdiği ve bozunmanın meydana gelmediği tespit edilmiştir. Diğer taraftan, 1200oC'nin üstünde ki sinterleme sıcaklıklarında değişik oranlarda YF3 içeren HA-ZrO2 kompozitleri saf HA ve YF3 içermeyen HA-ZrO2 kompozitlerine göre daha yüksek ısıl kararlılık gösterdiği tespit edilmiştir. Uygun miktarda ki YF3 ilavesinin HA-ZrO2 kompozitlerinin ısıl kararlılığını artırmasına rağmen fazla miktarda ki YF3 ilavesinin HA-ZrO2 kompozitlerinin ısıl kararlılığına ve mekanik özelliklerine olumsuz etkisi olduğu tespit edilmiştir. Sonuç olarak, HA-ZrO2 kompozitleri arasında, 5ZHA1F kompozitinin en yüksek ısıl kararlılığa sahip olduğu ve en az bozunmaya uğradığı, 10ZHA0,5F kompozitinin en yüksek mikrosertlik değerine sahip olduğu, en yüksek kırılma tokluğuna sahip kompozitinde 20ZHA1F olduğu tespit edilmiştir.

Abstract:
The aim of this study is to investigate the effect of yttrium fluorite addition on microstructure and mechanical properties of hydroxyapatite (HA) and partially stabilized zirconia composites. Pure HA, HA-partially stabilized zirconia composite and HA- partially stabilized zirconia composites with several percentage of YF3 such as %0,5, %1 and %2,5 were pressureless sintered between 800oC and 1400oC for 1h. In this study, all of samples were characterized by Scanning Electron Microscopy (SEM), X-Ray Diffraction (XRD), Attenuated Total Internal Reflectance-Fourier Transform Infrared spectroscopy (ATR-FTIR), measured density, micro-hardness and calculated fracture toughness in order to determine sinterability and mechanical properties.It was determined that HA-ZrO2 composites and pure HA showed desired thermal stability below 1200oC and no decomposition was observed. On the other hand, it was determined that above about 1200oC, HA-ZrO2 composites with various percentage of YF3 showed higher thermal stability than the pure HA and HA-ZrO2 composites without YF3. Although adequate amount YF3 addition enhances the thermal stability of HA-ZrO2 composites, it was found that excess proportion of YF3 addition has a negative effect for thermal stability and mechanical properties of HA-ZrO2 composites. Eventually, it was concluded that 5ZHA1F composite had the highest thermal stability and showed the lowest decomposition, 10ZHA0,5F had the highest micro-hardness value, 20ZHA1F composite had the highest fracture toughness value among all of the HA-ZrO2 composites.