Fe-Co-Mn alaşımlarının biyobozunurluk özelliklerinin incelenmesi ve karakterizasyonu

Abstract

Deneysel çalışmaları genel olarak üç aşamadan oluşan bu tezde, ticari olarak kullanılmaya başlanılan FeMn alaşımlarının biyoçözünürlük özeliğine kobaltın etkisi araştırılmıştır. Deneysel çalışmaların birinci aşamasında saf Fe ve farklı oranlarda Mn içeren FeMn alaşımları hazırlanarak 7, 14, 28 ve 70 gün YVS testine tabi tutulmuş ve ağırlık değişimi ile korozyon hızı tespit edilmiştir. Yapılan YVS testleri sonrasında at. % 30 Mn içeren FeMn alaşımının biyoçözünürlük açısından en iyi olduğu sonucuna varılmıştır. İkinci aşamada ise, at. % 1, 4 ve 8 Co ilave edilen Fe30MnCo alaşımları 7, 14, 28 ve 70 gün YVS testine tabi tutularak ağırlık değişimi ile korozyon hızı tespit edilmiştir. Üçüncü aşamada, saf Fe ile FeMn ve Fe30MnCo alaşımları YVS testi sonrası mikrosertlik, ağırlık değişimi, X-ray kırınımı (XRD), fourier dönüşümlü infrared spektrometre (FTIR), taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve enerji dağılımlı spektrometresi (EDS) ile karakterize edilmiştir. Elde edilen sonuçlar YVS öncesi sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Numunelerin YVS içerisinde hem korozyona uğradıkları hem de yüzeylerinde genelde HA(hidroksiapatit) yapısının biriktiği belirlenmiştir. Genelde çukurcuk korozyonu bölgelerinde biriken HA yapısından kaynaklı ağırlık değişimleri numunelerin kimyasal bileşimleriyle ilişkilendirilmeye çalışılmıştır. 70 günlük YVS testleri sonucunda en fazla birikmenin % 8 Co içeren numunede olduğu tespit edilmiştir.

In this thesis, which consists of three stages of experimental studies in general, the effect of cobalt on biodegradability of FeMn alloys which have been started to be used commercially has been investigated. FeMn alloys containing Mn at different ratios and pure Fe were prepared in the first stage of the experimental studies, subjected to YVS test for 7, 14, 28 and 70 days and the corrosion rate was determined by weight change. At the end of the YVS tests, it was concluded that FeMn alloy containing 30 at. % Mn is the best in terms of biodegradability. In the second stage, the Fe30MnCo alloys containing 1, 4 and 8 at.% Co were subjected to YVS test for 7, 14, 28 and 70 days and the corrosion rate was determined by weight change. In the third step, pure Fe, Fe-Mn and Fe30MnCo alloys were characterized by microhardness measurements, weight change, X-ray diffraction (XRD), fourier transform infrared spectrometry (FTIR), scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive spectrometry (EDS). The results obtained after YVS tests were compared with the results obtained before YVS. It was determined that the samples were both corroded in the YVS and that the HA (hydroxyapatite) structure was deposited on their surfaces. It was attempted to relate the weight changes originating from the HA structure accumulated in the pitting corrosion zones with the chemical composition of the sample. As a result of the 70 day YVS tests, it was determined that the maximum accumulation was in the sample containing 8 at. % Co.