Saf zirkonyumun üzerine mikroark oksidasyon yöntemiyle biyoaktif yüzey oluşturulması

Abstract

Bu çalışmada, tek aşamalı ve iki aşamalı Mikroark Oksidasyon (MAO) yöntemiyle zirkonyum üzerine biyoaktif yüzey oluşturulması amaçlanmıştır. İki aşamalı mikroark oksidasyon yönteminde kalsiyum asetat elektrolit çözeltisi içerisinde 0.244, 0.288 ve 0.326 A.cm-2 akım yoğunluğu ve 5, 15 ve 30 dk işlem sürelerinde çalışılırken, tek aşamalı mikroark oksidasyon yöntemi ile 0.260 ve 0.292 A.cm-2 akım yoğunluğu ve 30 dk işlem süresinde çalışıldı. Her iki yöntemle elde edilen kaplamaların faz kompozisyonları, yüzey pürüzlülükleri, yüzey morfolojileri, aşınma dirençleri ve biyoaktiflikleri üzerine akım yoğunluğu ve işlem süresinin etkisi incelenmiştir. Her iki yöntemde, artan akım yoğunluğu ve işlem süresi ile kaplama kalınlıkları, gözeneklilik ve yüzey pürüzlülüğü artarken aşınma dirençleri azalmıştır. Tek aşamalı yöntemde biyoaktif yüzey tüm yüzeyi homojen bir şekilde kaplarken, iki aşamalı yöntemde 8 ve 12 gün süreyle yapay vücut sıvısına daldırılarak elde edilen biyoaktif yüzey heterojen şekilde yüzeyin bir kısmında oluşmuştur. Yapılan karakterizasyon çalışmaları sonuçları değerlendirilerek tek aşamalı yöntemin iki aşamalı yöntemle kıyaslandığında elde edilen özellikler, proses zamanı ve ekonomik açıdan daha avantajlı olduğu belirlenmiştir.

Zirconium was covered with bioactive surface by single-step and double-step Microarc Oxidation method. While calcium acetate electrolyte was used in double-step microarc oxidation at 0.244, 0.288 and 0.326 A.cm-2 current density and 5, 15 and 30 min. process time, calcium acetate and calcium glycerophosphate electrolyte were used in single-step microarc oxidation at 0.260 and 0.292 A.cm-2 current density and 30 min. process time. Effect of current density and process time on the properties of oxide film such as phase composition, surface roughness and morphology, wear resistance and bioactivity were investigated and compared for both methods. Although the coating thickness, porosity and roughness were increased with increased current density and process time, the wear resistance was decreased in single-step and double-step MAO method. The bioactive surface was not uniformly formed on the surface of Zr coated and immersed in simulated body fluid for 8 and 12 days in the double-step method. However, the bioactive HA phase was uniformly formed on the Zr surface in single-step method. According to performed characterization studies, single-step method was advantageous over double-step method.