Titreşim destekli yüzey aşırı plastik deformasyon yöntemi uygulanmış Ti6Al4V alaşımının biyouyumluluğu ve karakterizasyonu

Tez Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Sivas Cumhuriyet Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Metalürji Mühendisliği, Türkiye

Tez Danışmanı: Kerim Emre Öksüz

Tezin Onay Tarihi: 2025

Tezin Dili: Türkçe

Özet:

Ti6Al4V (Grade 23) alaşımlı malzemenin mekanik ve yüzey biyolojik özelliklerini geliştirmek amacıyla Titreşim Destekli Yüzey Aşırı Plastik Deformasyon (TD – YAPD) yöntemi kullanılmıştır. Dövülmemiş numune referans kabul edilerek 4 farklı koşulda işlem gerçekleştirilmiştir. 40 – 50 Hz frekans değerleri ve 1 – 3 mmAISI52100 bilye çapları ile toplamda beş farklı kompozisyonda sonuçlar değerlendirilmiştir. İşlem süresi 2 saat ve statik yük 20 N olarak işlenmiş tüm gruplara uygulanmıştır. Mekanik karakterizasyon için numunelerin yüzey pürüzlülüğü, sertlik ve aşınma testleri, X ışınları analizi (XRD), alan emisyonlu taramalı elektron mikroskobu (FE – SEM) görüntüleri ele alınmıştır. Laboratuvar ortamında in vitro testler için sitotoksisite ve hemolitik aktivite testleri gerçekleştirilmiştir. TD – YAPD işleminin Ti6Al4V alaşımı üzerinde mekanik ve biyolojik özellikler bakımından etkili olduğu gözlemlenmiştir. En düşük sürtünme katsayısı değeri 82 N yük ile uygulanan aşınma deneyi sonucunda 1 mm bilye çapı ve 40 Hz frekans ile dövülmüş numunede 0,41 olarak ölçülmüştür. Benzer şekilde en yüksek sertlik değeri 393 HV ile aynı grupta elde edilmiştir. Hemolitik aktivite testlerine göre 40-1 numunesi OD değeri %1,44 olarak tespit edilmiştir. Sitotoksisite testleri sonuçlarında 40-1 numunesinin hücre canlılığı bakımından iyileşmeye sebep olduğu görülmüştür. Yapılan analizler ve deneyler sonucunda, TD – YAPD yönteminin özellikle biyomedikal alanında kullanılan medikal implantlarda kullanımının umut verici olduğu ortaya koyulmuştur.