Biyomedikal Uygulamalar İçin TiN Kaplı Ti6Al4V Alaşımının Mekanik Özelliklerinin Araştırılması

Authors : Levent URTEKİN, Ömer KELEŞ

Pages : 91-108

Doi:10.17134/khosbd.642142

View : 19 | Download : 9

Publication Date : 2019-11-06

Article Type : Research Paper

Abstract :Bu çalışmada, biyomedikal amaçlı en yaygın kullanılan TiN kaplama ve ısıl işlem uygulamalarının Ti6Al4V alaşımının mekanik özelliklere etkisi araştırılmıştır. Literatür kısmında belirtildiği üzere; ısıl işlem ile Ti-6Al-4V alaşımının özelliklerine olumlu etkisi olan sabit parametreler tercih edilmiştir. Ti-6Al-4V alaşımına ısıl işlem uygulanmış ve PVD ile TiN kaplama yapılmıştır. Ti-6Al-4V/TiN ve ısıl işlemli numunelerine üç nokta eğme testleri gerçekleştirilmiştir. Isıl işlem argon koruyucu atmosferinde 735 0 C sıcaklıkta 1 saat beklenerek ve tabi soğumaya bırakılarak gerçekleştirilmiştir. TiN kaplama fiziksel buhar çöktürme tekniklerinden insert ignore into journalissuearticles values(PVD); sıçratma tekniği ile gerçekleştirilmiş olup kaplama kalınlığı ortalama 2 µm’dur. X-ışınları kırınım analizi ile elemental analiz yapılmıştır. Deneysel çalışmalarda Ti-6Al-4V alaşımının elastik modülünün insert ignore into journalissuearticles values(E); uygulanan işlemlerle değişmediği insert ignore into journalissuearticles values(105-120 GPa); görülmüştür. Isıl işlem sonrası uygulanan TiN kaplama eğme mukavemetini maksimum seviyeye çıkarmakta iken akma gerilmesi ise TiN kaplanmış ve ısıl işlem sonrası TiN kaplanmış Ti-6Al-4V alaşımı için ise hemen hemen aynı olduğu belirlenmiştir. Ti-6Al-4V alaşımına uygulanan ısıl işlem sonucu yük kapasitesi artmıştır. Sadece TiN kaplama yapıldığında ise bu yük kapasitesinin düştüğü TiN kırılgan olmasıyla açıklanmıştır. Hem ısıl işlem hemde TiN kaplanan numunelerde sadece TiN kaplanmış numunelere göre yük kapasitesi değişmediği saptanmıştır. Üç nokta eğme deney öncesi ve sonrası yüzey morfolojisi için SEM ve Optik mikroskop ile görüntüleme yapılmıştır. Yüzey kaplamsının biyo-filim oluşumuna ve tribolojik özelliklere faydaları bilinmekte olup, mekanik özelliklere olan etkisi tam bilinmemektedir. Bu çalışma ile TiN kaplamanın ve ısıl işlem uygulamasının mekanik özelliklere olan ilgisi belirlenmiştir.
Keywords : Ti 6Al 4V, Isıl İşlem, Mekanik Özellikler, Biyomedikal Uygulamalar