İmplant malzemesi olarak kullanılan CoCrMo malzemesinin plazma oksidasyonu

Abstract

İnsan vücudunda kullanılan implant malzemelerin etkin ve sağlıklı bir biçimde kullanımını sağlamak için yeterli mekanik özellikler ve biyouyumluluk, yüksek aşınma ve korozyon direncinin olması gerekir. Metalik biyomalzemelerden biri olan CoCrMo alaşımı üstün mekanik ve elektrokimyasal özellikleri sebebiyle özellikle yük taşıyan implantlarda kullanılır. Ancak bu alaşımın zayıf tribolojik özellikleri en önemli dezavantajıdır. Biyomalzemelerin vücutla etkileşimi sonucu istenmeyen tepkimelerin ortaya çıkması önlenmelidir. Bu nedenle, biyomalzemelere çeşitli yüzey işlemleri uygulanmaktadır. Son yıllarda gelişen teknolojiyle plazma ortamında yapılan yüzey işlemleri sahip olduğu avantajlar sebebiyle tercih edilir.Bu çalışmada, biyomalzeme olarak kullanılan CoCrMo alaşımı, %100 O2 gazı ortamında, 600°C ve 800°C'de, 1 ve 5 saat süre ile plazma oksitlenmiştir. Bu işlemden sonra mekanik özelliklerin tespit edilmesi için mikro sertlik ölçümleri ve tribolojik özelliklerin belirlenmesi için pim-disk aşınma deneyleri yapılmıştır. Ayrıca elektrokimyasal özelliklerin belirlenmesi için potansiyostat/galvaniyostat cihazı, malzemenin yapısal özelliklerinin belirlenmesi için ise XRD ve SEM kullanılmıştır. Elde edilen veriler sertlik, aşınma oranı, korozyon direnci ve oksit fazları yoğunluğu açısından en iyi sonuca 800°C'de 5 saatlik oksitleme işlemi ile ulaşıldığını göstermiştir.

Implant materials using in human body of to ensure the use of effective and healty manner must be enough biocompatibility, mechanical properties, high wear and corrosion resistance. CoCrMo alloy which is a metalic implant material, especially used in load bearing implants because it has superior mechanical and electrochemical properties. However this alloy?s poor properties are the most important disadvantage. As a result of interaction with the body of biomaterials should prevent the occurrance of unwanted reaction. Because of the this reason, different surface process apply at the biomaterials. In recent years, surface treatment making at the plasma atmosphere with advancing technology preferred for its advantages.In this study, CoCrMo alloys used as biomaterial was oxidized in 100%O2 gas atmosphere, at 600°C and 800°C, for 1 and 5 hours. After these operations, micro-hardness measurements were done to determine the mechanical properties of the alloy and pin-on-disk wear experiments were done to determine the tribological properties of specimens. In addition, potantiostat/galvanostat device was used to determine of the electro-chemical properties, XRD and SEM were used to analyze of the structural properties. Obtained data reveals that specimen oxidet at 800°C for 5 hours shows the best results concerning the hardness, wear ratio, corrosion resistance and intensity of oxide phases.