304l paslanmaz çelik üzerine dlc (diamond like carbon) kaplanması: Mekanik-tribolojik özelliklerinin araştırılması

Abstract

Biyomalzemeler, insan vücudundaki organ ya da dokuların işlevlerini yerinegetirmek veya desteklemek amacıyla kullanılan malzemelerdir. Bir biyomalzemeninbaşarısı, kendi yapısıyla vücut dokuları arasındaki uzun dönem uyumluluğunadayanmaktadır.Östenitik çelikler biyo-implant işlemlerde sıklıkla kullanılan, martenzitik ve ferritikgurubundaki çelikler arasında korozyon dayanımı en yüksek olan çeliklerdir. 304Lve 316L tipi çelikler biyoişlemlerde en çok kullanılan malzemelerdir. Paslanmazçeliklerin biyomalzeme olarak kullanımında gözlenen en büyük iki problem ise;alerjik reaksiyonlara neden olan Ni içermeleri ve vücut sıvıları ile temas sonucundalokal korozyona uğrayabilmeleridir. Biyomalzemelerde korozyondan korunma yüzeykaplaması ile gerçekleştirilebilmektedir. Son yıllarda, özellikle metal içerikli ElmasBenzeri Karbon (DLC-Diamond Like Carbon) kaplamaların biyomalzemelerdekullanımı bu çalışmaya esas teşkil etmiştir.Bu tez çalışmasında 304L paslanmaz çelik taban malzemeler üzerine Me-DLCkaplama yapılmış, kaplanan malzemelerin mekanik ve tribolojik özellikleriaraştırılmıştır. Kaplama prosesi Kapalı Alan Dengelenmemiş Manyetik AlandaSıçratma sistemi ile gerçekleştirilmiş, kaplama parametreleri literatür taramasıneticesinde elde edilen verilere dayanılarak belirlenmiştir. Kaplama prosesininardından film tabakasının yapısal analizi için XRD, EDS ve SEM cihazlarıkullanılmıştır. Me-DLC kaplanan malzemelerin mekanik ve tribolojik özelliklerininaraştırılması için sertlik, adezyon ve pin-on-disk testleri yapılmıştır.2006, 56 sayfaAnahtar Kelimeler: Me-DLC, PVD, ince film kaplama, biyomalzemeler.

Biomaterials are used as the materials that subsititute or support the organs or tissuesin the human body. An implant?s success depends on the long-term compatibilitybetween its own structure and body tissues.Austenitic steels are the steels that frequently used in the bio-processes and have thebiggest corrosion resistance between the martensitic and ferritic group. 304L and316L type steels are the most used ones in the bio-processes. The biggest twoproblems that observed, when stainless steels are used as biomaterials are; Nicontaining that owing to allergic reactions and exposing local corrosion in the bodyliquids. Corrosion protection of biomaterials can be done by surface coating. Usageof ?especially metal containing? diamond like carbon coatings in biomaterials at lastyears, is the basis of this study.In this study, Me-DLC was coated on 304L stainless steel material, the mechacicaland tribological properties were investigated. Coating process was run via ClosedField Unbalanced Magnetron Sputtering system and coating parameters weredetermined by the data received from literature research. After the coating process,XRD, EDS and SEM instruments were used to determine the structural properties ofthe film layer. Microhardness, adhesion and pin on disc tests were performed todetermine the mechanical and tribological behaviors of Me-DLC coated materials.2006, 56 pagesKeywords: Me-DLC, PVD, thin film coating, biomaterials.