Aşırı plastik deformasyon uygulanmış saf titanyum üzerinde hidroksiapatit oluşturulması ve elektrokimyasal davranışı
Hydroxyapatite formation on pure titanium produced by severe plastic deformation and investigation of electrochemical behaviour
Yazar: İLYAS HACISALİHOĞLU
Danışman: PROF. DR. AKGÜN ALSARAN
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Bölümü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Anodizasyon = Anodization ; Hidroksiapatitler = Hydroxyapatites ; Korozyon = Corrosion ; Titanyum = Titanium

Özet:
Günümüzde metalik implant malzemesi olarak kullanılan en yaygın metal, düşük yoğunluğu, mükemmel korozyon direnci, yüksek biyouyumluluğu ve nispeten düşük elastisite modülü ile titanyum ve alaşımlarıdır. Yetersiz mukavemet ve aşınma özelliklerinden ötürü saf titanyumun yerini alan titanyum alaşımlarının kullanımı giderek artmaktadır. En yaygın kullanılan titanyum alaşımı olan titanyum alaşımı (Grade 5, Ti-6Al-4V) uzun süreli kullanımında yaydığı Al ve V iyonları sebebiyle biyouyumluluğu olumsuz yönde etkilerken, gereken mekanik ve tribolojik özellikleri karşılamaktadır. Bu iyon salınımına neden olan alaşım elementleri olmaksızın, gerekli mekanik özellikler saf Ti'nin aşırı plastik deformasyona uğratılması ile yüzey özelliklerinin geliştirilmesi için ise saf Ti'un anodizasyonu ile karşılanabilir.Bu çalışmada saf Ti (Grade 2) eş kanallı açısal ektrüzyon/basma yöntemi ile rota Bc'de aşırı plastik deformasyon prosesi ile mukavemet özellikleri geliştirilmiştir. Proses edilen saf titanyumun anodize edilerek mukavemet özellikleri değişmeden yüzeyinde kararlı, poroz oksit tabakası büyütülmüştür. Kemik doku ile bağlanma yüzeyini arttırmak ve kararlı biyoinert oksit tabakası elde etmek için anodizasyon sonrası yapay vücut sıvısında (SBF) bekletilerek biyoaktif hidroksiapatit (HA) kristallerinin oluşumu sağlanmıştır. Çalışma neticesinde aşırı plastik deformasyonla mukavemet özelliklerinin iyileştirilmesi sağlanırken anodizasyon ile kararlı oksit tabakası geliştirilmiştir. Artan SBF de bekleme süresi ile korozyon direncinin ve yüzeydeki HA kristallerinin oranının arttığı gözlemlenmiştir.

Abstract:
Nowadays, titanium and its alloys are mostly used as metallic implant materials due to low density, excellent corrosion resistance, high biocompatibility and relatively low Young's modulus. Titanium alloys are more popular than pure titanium due to their strength and wear properties. Grade 5 titanium alloy (Ti-6Al-4V) is most widely used titanium alloy. It meets the requirements on mechanical and tribological properties. On the other hand, it has negative effects on biocompatibility in long term usage because of released Al and V ions. Severe plastic deformation and anodic oxidation can be applied on pure titanium and required mechanical and surface properties can be met without the existence of alloying elements and release of ions.In this study, mechanical properties of pure titanium (Grade 2) are increased with Equal-Channel Angular Extrusion or Pressing method on route-Bc. Stable, porous oxide layer was grown on pure titanium with anodization process without any change on mechanical properties.After anodization process, bioactive hydroxyapatite crystals have been formed on the surface by immersion into simulated body fluid (SBF) with the aim of increased osseointegration and biyoinert oxide layer. As a result, it was observed that the mechanical properties, corrosion resistance and rate of HA crystals were increased by severe plastic deformation, anodization and immersion into SBF.