Dental implant uygulamaları için gözenekli ti-co alaşımının üretimi
Production of porous ti-co alloy for dental implant applications
Yazar: MUHAMMET RECEP SORAN
Danışman: DOÇ. DR. İLVEN MUTLU
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Bu tezin amacı, gözenekli Ti-Co esaslı biyomedikal (dental) implant alaşımlarının toz metalurjisi yöntemiyle üretilmesidir. Numunelerin biyoaktivitelerini geliştirmek amacıyla yüzey işlemler gerçekleştirilmiştir. Alaşımların korozyon ve mekanik özellikleri araştırılmıştır. Biyomedikal amaçlı Ti alaşımlarının elastisite modülü düşük ve olabildiğince kemiğe yakın olmalıdır. Beta-Ti esaslı alaşımlar daha düşük elastisite modülüne sahiptir. Geleneksel beta-Ti alaşımlarının üretilmesi zordur ve başarılı bir sinterleme için yüksek sıcaklıklara ısıtmak gerekmektedir. Co ilavesi alaşımın erime sıcaklığını düşürüp, alaşımın sinterleme kabiliyetini geliştirmektedir. 
Toz karışımlarına sinterleme öncesi ham mukavemet kazandırmak için poli-vinilalkol (PVA) ilave edilmiştir. Karışım tek eksenli pres ile sıkıştırılıp ham numuneler üretilmiştir. Ham numuneler 1100-1250 °C arasında sinterlenmiştir. Oksitlenmeyi önlemek amacıyla sinterleme argon atmosferinde gerçekleştirilmiştir. Elastisite modülünü kemiğe yaklaştırmak için boşluk yapıcı tekniği ile gözenekli parçalar üretilmiştir. Boşluk yapıcı olarak üre (karbamit) kullanılmıştır. Boşluk yapıcı suda bekletme ile uzaklaştırılmıştır. Toplam gözeneklilik boşluk yapıcı miktarı ile ayarlanmıştır. Numunelerin biyoaktivitelerini geliştirmek maksadıyla çeşitli yüzey işlemler yapılmıştır.
Numunelerin mekanik özellikleri (elastisite modülü) incelenmiştir. Taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile mikroyapı incelemesi gerçekleştirilmiştir. Elektrokimyasal korozyon testleri yapay vücut sıvısında yapılmıştır. Numunelerden metal iyon salınımları ve ağırlık kaybı statik daldırma testleriyle tespit edilmiştir.

Abstract:
The aim of this thesis is manufacturing of porous Ti-Co alloy for biomedical (dental) applications. The samples were manufactured by the powder-metallurgy (pressing-sintering) route. Several surface treatments were employed to the enhance the biomineralization (bio-activity). Moreover, corrosion and mechanical properties of the samples were studied. Elastic modulus of the Ti alloy implants should be low (beta-Ti is the lowest). Traditional and commercial Ti alloys need to heat up to high sintering temperatures. Incorporation of the Co was lowered the sintering temperature and enhanced the sinterability. 
Metal powders were mixed with poly-vinyl-alcohol (PVA) for binding. Mixtures were compacted in a press. Green specimens were sintered at 1100-1250 °C in argon. In order to decrease the density, and to make the Young's (elasticity) modulus close to human bone, porous bone-like implants were manufactured. Carbamide (urea) was employed as a pore former. Urea was removed from the parts by water-leaching. Total porosity (%) was adjusted by the urea content. Several surface treatments were carried out to enhance the bioactivity of the samples. 
Microstructural properties of the samples was studied by SEM. Corrosion (electrochemical) tests were performed with a potentiostat in simulated body fluid. Corrosion properties of the samples were tested by several electrochemical corrosion measurement techniques. Metal (Ti) ion release and weight loss behaviour of the samples were also examined by ICP-MS.