TIG kaynak yöntemi ile Ti-6Al-4V biyomedikal alaşımları üzerine titanyum - hidroksiapatit kompozit yüzey modifikasyonu ve hidroksiapatit etkisinin araştırılması

---

Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Van Yüzüncü Yıl Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Makine Mühendisliği (Yl) (Tezli), Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2025

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: NİYAZİ TETER

Danışman: Mehmet Topuz

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Bu çalışmada, biyomedikal uygulamalar için büyük önem taşıyan Ti-6Al-4V (Ti64) alaşımı yüzeyine TIG (Tungsten Inert Gaz) kaynak yöntemiyle Hidroksiapatit (HA) modifiyeli %0HA-%100Ti, %5HA-%95Ti ve %10HA-%90Ti kompozit kaplamalar uygulanmış; elde edilen kaplamalar mikro yapı, mekanik özellikler, korozyon dayanımı, yüzey ıslatabilirliği ve biyoaktivite açısından sistematik olarak değerlendirilmiştir. Uygulanan TIG kaynak parametreleri ile elde edilen kesit görüntülerinde, ana metal (Ti64), ısıl tesir altındaki bölge (ITAB) ve kaynak bölgesinin başarılı şekilde ayrıştığı gözlemlenmiştir. Optik mikroskop ve SEM analizleri, HA içeriği arttıkça ITAB hattının kalınlaştığını, kaynak bölgesinde ise iğnemsi yapılar ve mikroyapısal düzensizliklerin belirginleştiğini ortaya koymuştur. Özellikle %10HA katkılı kaplamalarda yüzeyde gözenekler ve mikro çatlaklar oluşmuş; bu durum HA'nın seramik karakteri ve ısı iletim farkları ile ilişkilendirilmiştir. EDX analizlerinde, Ca ve P elementlerinin HA katkılı numunelerin kaynak bölgelerinde tespit edilmesi, HA'nın metal matris içinde başarıyla tutunduğunu göstermiştir. XRD analizleri ise saf Ti kaplamada yalnızca α-Ti fazı gözlemlenirken, HA katkılı örneklerde HA'ya ait kristal fazların da ortaya çıktığını doğrulamıştır. Mekanik testler sonucunda, HA oranı arttıkça eğme dayanımı ve süneklikte belirgin bir düşüş gözlemlenmiştir. Bununla birlikte, %5HA katkısı mekanik bütünlüğü korurken aynı zamanda biyolojik faydalar da sağlamaktadır. Yüzey temas açısı ölçümleri, HA katkısı ile yüzeylerin daha hidrofilik hale geldiğini ve en düşük temas açısının %10HA katkılı numunede (~58°) elde edildiğini göstermektedir. Bu da biyolojik sıvılarla etkileşim, hücre yapışması ve protein adsorpsiyonu açısından olumlu bir yüzey karakterine işaret etmektedir. Elektrokimyasal test sonuçlarına göre, %10HA katkılı kaplamalar en yüksek korozyon direncini ve en kararlı oksit film davranışını göstermiştir. SBF ortamında yapılan daldırma testleri sonucunda, %10HA katkılı yüzeylerde yoğun Ca-P birikimi oluşmuş, bu da yüksek biyoaktivite potansiyelini desteklemiştir. Genel olarak elde edilen sonuçlar, TIG kaynak yöntemiyle üretilen HA katkılı Ti kompozit kaplamaların, biyomedikal implant yüzey modifikasyonu için hem yapısal hem de biyolojik açıdan son derece uygun adaylar olduğunu göstermektedir.