Termal Püskürtme Teknikleri ile Magnezyum Üzerine Tisz Takviyeli Ha Kaplamaların Üretimi ve Karakterizasyonu

Abstract

Magnezyum ve alaşımları biyolojik ve kemik dokusu ile uyumlu mekanik özellikleri ile implant malzemesi olarak kullanımı mümkün olan malzemelerden birisidir. Fakat, bu malzemelerin zayıf korozyon direnci implant uygulamalarında kolay bozulmasına sebep olmaktadır. İmplant malzemelerinin korozyon direncini ve biyouyumluluğunu arttırmak amacıyla yüzeyleri HA ile kaplanmakta ve bu kaplama implant çevresinden biyolojik doku gelişimini hızlandırmaktadır. Bu çalışmada, HA ve ağırlıkça %10, 20, 30 TiSZ ile desteklemiş kompozit kaplamalar termal püskürtme teknikleri ile tek ve çift katman olarak magnezyum altlık üzerine üretilmiştir. Biyoseramik HA ve HA+TiSZ kaplamalar plazma püskürtme ile üretilmiş olup, Ti ara katman yüksek hızlı oksi-yakıt tekniği ile üretilmiştir.

Kaplanan numuneler XRD ve SEM-ED mikroyapı incelemeleri yardımı ile yapılmıştır. Kaplamaların korozyon davranışları vücut sıvısı içerisinde elektrokimyasal korozyon testleri ile belirlenmiştir. Kaplamaların yapışma ve kohezyon özelliklerini belirlemek için Rockwell-C yapışma ve çizik testleri uygulanmıştır. Mikroyapısal incelemeler sonucu yoğun sürekli bir Ti ve HA, HA+TiSZ tabakası başarılı şekilde üretildiğini göstermiştir. HA ve HA+TiSZ biyoseramik kaplamalar plazma sprey ile üretilen kaplamaların geleneksel mikroyapısal özelliklerinden olan mikroporoziteli ve lameller bir yapı sergilemiştir. Ayrıca, kaplama katmanları arasında sürekli bir yapışmanın sağlandığı görülmüştür. Kaplamaların XRD analizleri incelendiğinde ise HA kaplamalar

için sadece HA yapısına ait pikler elde edilmiş olup, TiSZ ile desteklenmiş kaplamalarda tetragonal ZrO2 piklerinin de varlığı belirlenmiştir.

Korozyon test sonuçları değerlendirildiğinde ise HA kaplamaların TiSZ ile desteklenmiş kaplamalara göre korozyon direncinin daha düşük olduğu görülmüştür. Buna ek olarak, çift katman HA-Ti kaplamanın tek katman kaplamaya göre korozyona daha dirençli olduğu tespit edilmiştir. Korozyon testleri sonucu yapılan karakterizasyon çalışmalarında kaplamalarda herhangi bir faz dönüşümü ve mikroyapısal değişime rastlanmamıştır.

Rockwell-C testleri sonucu yapılan SEM analizlerinde ise TiSZ ilavesi ve Ti ara katman uygulaması ile kaplamaların yapışma mukavemetlerinin arttığı anlaşılmıştır. Çizik test sonuçları ise TiSZ ilavesinin kaplamaların çizik davranışını geliştirmediğini göstermiştir.