Mikro ark oksidasyon yöntemiyle bor ve hidroksiapatit içeren TiO2 film tabakasıyla kaplanmış Ti6Al7Nb alaşımının yüzey karakterizasyonu

Abstract

Amaç: Bu çalışma ile mikro ark oksidasyon yöntemi kullanılarak taban malzeme olan Ti6Al7Nb alaşımı yüzeyinin kalsiyum fosfat, hidroksiapatit ve bor içerikli oksit kaplanması amaçlanmıştır. Kaplanmış numunelerin korozyon dirençleri ve aşınma dayanımlarının artırılmasının yanı sıra adezyon kuvveti yüksek, kalın kaplamalar yapılması ve bu doğrultuda kaplanmış malzeme yüzeylerinin hem daha biyouyumlu, hem osseointegrasyonu yüksek, hem de antibakteriyel etkiye sahip hale getirilmesi hedeflenmiştir.Yöntem: Bu kaplamalar sık kullanılan ve popüler bir yöntem olan mikro ark oksidasyon (MAO) yöntemi kullanılarak yapılmıştır. Yapılan kaplama sonrası hidroksiapatit oluşumu için numunelere hidrotermal işlem uygulanmıştır. Kaplanmış numuneler daha sonra aşınma, yüzey pürüzlülüğü ve elektrokimyasal testlere tabi tutulmuştur. Kaplamaların karakterizasyon işlemleri X-ışını kırınım difraktometresi (XRD), 3D profilometre sistemi, taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve X-ray fotoelektron spektroskopisi (XPS) analiz yöntemleri kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Bulgular: Kaplama işlemi sonrası elde edilen oksit yüzeylerinin korozyon ve aşınma dayanımının işlemsiz numuneye göre belirgin ölçüde arttığı tespit edilmiştir. Ayrıca yapılan kaplamaların sürtünme katsayısı ve aşınma oranının ise işlemsiz numuneye göre azaldığı gözlemlenmiştir.Sonuçlar: Yapılan kaplama işlemi ile kaplanmış malzemelerin aşınma dayanımının artması, korozyon direncinin artması, sürtünme katsayısı ve aşınma oranının düşmesi sağlanmış ve kaplanmış malzemenin biyomalzeme olarak kullanılması daha da elverişli hale getirilmiştir.Anahtar Kelimeler: Ti6Al7Nb, MAO, CaP, HA, bor, biyouyumluluk, antibakteriyel etki

Purpose: In this study, it is aimed to form calcium phosphate, hydroxyapatite and boron containing oxide layers on Ti6Al7Nb substrates. The purpose of this study is also to form thick coatings with high adhesion strength in order to increase the wear and corrosion properties of the substrates as well as to obtain coatings with enhanced biocompatibility, osseointegration and antibacterial properties.Method: The coatings were made using the Micro Arc Oxidation (MAO) method, which is a frequently used and popular method. Hydrothermal treatment was applied to the samples for the formation of hydroxyapatite after coating. The coated samples were then subjected to wear and electrochemical tests. The surface characterization of the coatings was carried out using X-ray diffractometry (XRD), 3D profilometer, scanning electron microscope (SEM) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS).Findings: It was determined that the corrosion and wear resistance of the oxide surfaces obtained after the coating process increased significantly compared to the untreated sample. In addition, it was observed that the friction coefficient and wear rate of the coatings decreased compared to the untreated sample.Results: As a result of the coating process, the increase in wear and corrosion resistance and the decrease in friction coefficient and wear rate made the coated material more suitable to use as a biomaterial.Keywords: Ti6Al7Nb, MAO, HA, boron, biocompatibility, antibacterial effect