Toz katılı elektro erozyon işleme (TK-EEİ) ile biyouyumlu ti6a14v alaşımının yapısal,işlenebilirlik ve biyolojik özelliklerinin incelenmes
Investigation of the effect of hydroxyapatite (HA) powder added to dielectric liquid in electro erosion processing on biofilm formation and workability performance
Yazar: TALİP CEYHAN
Danışman: DOÇ. DR. LEVENT URTEKİN
Kırşehir Ahi Evran Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Dielektrik davranışı = Dielectric behavior

Özet:
Bu araştırmanın amacı, Taguchi tekniğini kullanarak hidroksiapatit (HA) ve 
Hegzagonalbor nitrür (hBN) toz ilaveli elektrik deşarjı ile işleme ile Ti6Al4V alaşımı 
yüzeyinde işlenebilirliği, hücresel çoğalmayı ve farklı parametrelerin bakterilerle 
etkileşimini araştırmaktır. Bu kapsamda numunelerin yüzey ve yüzey altında yapısal ve 
morfolojik özelliklerini karakterize etmek için X-ışını kırınımı (XRD), optik ve taramalı 
elektron mikroskobu (SEM), enerji dağılımlı spektrometri (EDS), yüzey pürüzlülüğü 
(SR), temas açısı ölçümleri kullanılmıştır. EEİ (Elektro Erozyon ile İşleme) işlemi 
sırasında farklı işlem parametrelerine sahip numunelerin yüzeylerinde toz katkı maddeleri 
birikmiş olup, XRD ve EDS sonuçları HA ve hBN fazlarının varlığını ortaya çıkarmıştır. 
Bu bağlamda yüzey pürüzlülük değerleri deşarj akımına, darbe süresine ve dielektrik 
sıvıya eklenen toz oranlarının değişimine bağlı olarak ortalama 2,03 μm ile 3,97 μm 
arasında değişmektedir. Ayrıca EEİ sonrası işlenen numunelerin yüzeylerinde oluşan 
kraterli yapılar yüzey ıslanabilirliğini azaltırken, en iyi ıslanabilirlik 9 A deşarj akımına, 
200 μs darbe süresine ve 15 g/l yüzey değerine sahip yüzeydir. Hidroksiapatit (HA) tozu 
eklendi. İşleme performansını eklenen toz konsantrasyonlarının biyofilm üzerindeki 
etkisiyle ilişkilendirmek için hücresel yapışma ve çoğalma, Staphylococcus aureus 
bakteri suşu ile 2, 4 ve 6 saatte incelenmiştir. Bu, 5 g'lık bir toz katkı maddesinin hücresel 
aktivite büyümesini desteklediğini, öte yandan 10 g'lık bir konsantrasyonun HA/hBN 
parçacıkları hariç bunu inhibe ettiğini göstermiştir. Toz katkı oranının 15 g olması, 
biyofilm oluşumunun daha da doğrulanmasını sağlayarak bakteri yapışmasının 
karmaşıklığını ortaya çıkarmıştır.

Abstract:
The aim of this research is to investigate the machinability, cellular proliferation 
and interaction of different parameters with bacteria on the Ti6Al4V alloy surface with 
hydroxyapatite (HA) and hexagonal boron nitride (hBN) powder-added electrical 
discharge machining using the Taguchi technique. In this context, X-ray diffraction 
(XRD), optical and scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive spectrometry 
(EDS), surface roughness (SR), contact angle measurements were used to characterise 
the structural and morphological properties of the samples on the surface and subsurface. 
Powder additives were deposited on the surfaces of the samples with different processing 
parameters during the EDM (Electro Erosion Machining) process, and XRD and EDS 
results revealed the presence of HA and hBN phases. In this regard, the surface roughness 
values varied between 2.03 μm and 3.97 μm on average, depending on the discharge 
current, pulse duration and the change of powder ratios added to the dielectric liquid. In 
addition, while the cratered structures formed on the surfaces of the samples processed 
after EDM reduce the surface wettability, the best wettability is the surface with a 
discharge current of 9 A, a pulse duration of 200 μs and a surface with 15 g/l 
hydroxyapatite (HA) powder added. In order to correlate processing performance with 
the effect of added dust concentrations on biofilm, cellular adhesion and proliferation 
were examined with Staphylococcus aureus bacterial strain at 2, 4, and 6 h. This showed 
that a 5 g powder additive promoted cellular activity growth, while a 10 g concentration 
inhibited it, except for HA/hBN particles. Extending exposure to 15 g further confirmed 
biofilm formation, highlighting the complexity of bacteria adhesion