Indentation properties of alumina reinforced polymethylmethacrylate (PMMA) composites

Abstract

ALUMINA TAKVİYELİ POLIMETILMETAKRILIT (PMMA) KOMPOZİTİNİN İNDENTASYON ÖZELLİKLERİ ÖZET Bu çalışmada, bir implant malzemesi adayı olarak alumina-PMMA karışımı bir malzeme kullanılmıştır. Elimizde silanlı ve silansız olmak üzere iki tip malzeme bulunmaktadır. Her silanlı ve silansız grupta da polimer, ağırlık yüzdesi olarak %5, 10, 15, 20 oranlarında alumina içermektedir. Malzemelerin yüzeyleri fazla düzgün olmadığı için öncelikli olarak malzemelerin yüzeyleri parlatıldı daha sonra da yüzey çalışmaları ve indentasyon testleri yapıldı. Bu çalışmalar sonucunda, kompozitin zamana bağlı bir sertliği olduğu görüldü. Zaman arttıkça, sertlikte bir miktar düşme görülmüştür. Bu polimerin viskoelastik özelliğinden kaynaklanabilir. Sertlik indentasyon yüküne bağlı değildir. İndentasyon derinliği, uygulanan test yükü ve zamanla birlikte artmaktadır. İndentasyon derinliği ve test yükünün karekökü arasında genel bir lineer ilişki olduğu görülmüştür. Bu da alumina taneciklerinin polimer içerisinde homojen olarak dağıldığını göstermektedir. Böylece, Vikers indentasyon malzemenin sertlik ve yapısı hakkında bilgi vermesi açısından uygun bir yoldur. Anahtar Kelimeler: Polimetilmetakrilit, alumina takviyesi, indentasyon

IV INDENTATION PROPERTIES OF ALUMINA REINFORCED POLYMETHYLMETHACRYLATE (PMMA) COMPOSITES ABSTRACT In this study, alumina reinforced PMMA composites have been used as candidates for implant materials for load bearing applications. There have been two kinds of samples; with silane and without silane each containing weight percent of 5, 10, 15, 20% alumina in-polymer. Because of the roughness of the samples, surface of the samples have been polished firstly. Then surface studies and indentation hardness tests have been performed on the samples and the Vickers indentation responses of alumina reinforced PMMA composites have been studied. It is found that, the hardness of the composite is time-dependent. There is a general decrease in hardness with the increase in time, e.g., duration of the test load. This may be the result of the viscoelastic properties of the polymer. The microhardness is not dependent on the indentation load. The depth of indentation increases with the increase in the test load and time. There is generally an approximate linear relationship between the depth of indentation and the square root of the test load. This means that, alumina particles are distributed homogeneously inside the polymer matrix. Thus, use of Vickers indentation is a convenient tool for evaluating the hardness and structure of the composite. Keywords: Polymethylmethacrylate (PMMA), alumina reinforcing, indentation.