AZ91 Mg alaşımı üzerine sol-jel yöntemi ile yapılan Ta2O5 kaplamalarda daldırma sayısının kaplamaların morfolojisine etkisi

Gül, Canser; Albayrak, Sevda; ÇİNİCİ, Hanifi

doi:10.2339/politeknik.683006

AZ91 Mg alaşımı üzerine sol-jel yöntemi ile yapılan Ta2O5 kaplamalarda daldırma sayısının kaplamaların morfolojisine etkisi

Canser GÜL, (Manisa Celal Bayar Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü, Manisa, Türkiye)

Sevda ALBAYRAK, (Gazi Üniversitesi, Teknoloji Fakültesi, Metalurji ve Malzeeme Mühendisliği Bölümü, Ankara, Türkiye)

Hanifi ÇİNİCİ (Gazi Üniversitesi, Teknoloji Fakültesi, Metalurji ve Malzeeme Mühendisliği Bölümü, Ankara, Türkiye)

Politeknik Dergisi

2 0

Yıl: 2021 Cilt: 24 Sayı: 2 Sayfa Aralığı: 383 - 389 Metin Dili: Türkçe DOI: 10.2339/politeknik.683006 İndeks Tarihi: 18-06-2021

AZ91 Mg alaşımı üzerine sol-jel yöntemi ile yapılan Ta2O5 kaplamalarda daldırma sayısının kaplamaların morfolojisine etkisi

Öz:

Yapılan çalışma, sol-jel yöntemi kullanılarak üretilen Ta2O5 kaplı AZ91 Magnezyum (Mg) alaşımlarının karakterizasyonunayöneliktir. Mg alaşımları hafiflikleri ve insan kemiğinin mekanik özelliklerine yakın mekanik özellikleri nedeni ile ortopedikuygulamalarda kullanım açısından ciddi bir potansiyele sahiptir. Fakat korozyon dayanımları vücut içinde uzun süreli kullanımlariçin yetersiz kalmaktadır. Tantal (Ta) ise yüzeyinde oluşan oksit tabakası sayesinde korozyon dayanımı çok yüksek olan ve vücutiçin toksik etki yaratmayan bir elementtir. Yapılan çalışmada toz metalurji yöntemi ile üretilen AZ91 Mg alaşımları üzerine sol-jelyöntemi ile farklı daldırma sayılarında Ta2O5 kaplanması ve daldırma sayılarındaki bu değişimin kaplamaların morfolojisineetkisinin incelenmesi amaçlanmıştır. Numuneler farklı daldırma sayılarında kaplandıktan sonra morfolojilerindeki değişim elektronmikroskobu (SEM-EDS) ve X-ışını kırınımı (XRD) kullanılarak incelenmiştir. Çalışmanın sonucunda sol-jel yöntemindekarşılaşılan çatlaklı yapılarda, adacıklar arası mesafelerin kısaldığı gözlemlenmiştir. Artan daldırma sayısı ile ortalama 1, 3 ve 7µm kalınlıklarda kaplama tabakasına sahip numuneler üretilmiş ve yüzeyde daha homojen bir kaplama yapısı oluşumu sağlanmıştır.

Anahtar Kelime:

Effect of Dipping Number on Morphology of Ta2O5 Coatings Made by Sol-Gel Method on AZ91 Mg Alloy

Öz:

The study involves the characterization of the Ta2O5 coated AZ91 Magnesium (Mg) alloys produced using the sol-gel method. Mg alloys have a serious potential for use in orthopedic applications due to their lightness and mechanical properties close to the mechanical properties of human bone. However, their corrosion resistance is insufficient for long-term use within the body. Tantalum (Ta), on the other hand, is an element with a high corrosion resistance and does not create a toxic effect on the body thanks to the oxide layer formed on its surface. In this study, it was aimed to cover Ta2O5 in different dipping numbers with the sol-gel method on AZ91 Mg alloys produced by powder metallurgy method and to investigate the effect of this change on the morphology of the coatings. After the samples were coated in different dipping numbers, the change in their morphology was examined using electron microscopy (SEM-EDS) and X-ray diffraction (XRD). As a result of the study, it was observed that the distance between the islets was shortened in the cracked structures encountered in the sol-gel method. With the increasing number of dipping, samples with an average coating thickness of 1, 3 and 7 µm were produced and a more homogeneous coating structure was created on the surface.

Anahtar Kelime:

Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık

[1] Staiger, M. P., Pietak, A. M., Huadmai, J. ve G. Dias, “Magnesium and its alloys as orthopedic biomaterials: A review,” Biomaterials, 27: 1728–1734, (2006).
[2] Kirkland, N. T., Birbilis N. ve Staiger, M. P. “Assessing the corrosion of biodegradable magnesium implants: A critical review of current methodologies and their limitations,” Acta Biomaterialia, 8: 925– 936, (2012).
[3] Tahmasebifar, A., Kayhan, S. M., Evis, Z., Tezcaner, A., Çinici H. ve Koç, M., “Mechanical, electrochemical and biocompatibility evaluation of AZ91D magnesium alloy as a biomaterial,” Journal of Alloys and Compounds, 687: 906–919, (2016).
[4] Ivanova, E. P., Bazaka K. ve Crawford, R. J., “Metallic biomaterials: types and advanced applications”, New functional biomaterials for medicine and healthcare, Woodhead Publishing, Oxford, (2014).
[5] Surmeneva, M. A., Tyurin, A. I., Mukhametkaliyev, T. M., Pirozhkova, T. S., Shuvarin, I. A., Syrtanov, M. S. ve Surmenev, R. A., “Enhancement of the mechanical properties of AZ31 magnesium alloy via nanostructured hydroxyapatite thin films fabricated via radio-frequency magnetron sputtering,” Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials, 46: 127–136, (2015).
[6] Niu, B., Shi, P., Wei, D., Shanshan, E., Li Q. ve Chen, Y., “Effects of sintering temperature on the corrosion behavior of AZ31 alloy with Ca-P sol-gel coating,” Journal of Alloys and Compounds, 665: 435–442, (2016).
[7] Liu, G. Y., Hu, J., Ding Z. K. ve Wang, C., “Bioactive calcium phosphate coating formed on microarc oxidized magnesium by chemical deposition,” Applied Surface Science, 257: 2051–2057, (2011) .
[8] Ren, Y., Zhou, H., Nabiyouni M. ve Bhaduri, S. B., “Rapid coating of AZ31 magnesium alloy with calcium deficient hydroxyapatite using microwave energy,” Materials Science and Engineering C, 49: 364–372, (2015) .
[9] Xu, L., Pan, F., Yu, G., Yang, L., Zhang E. ve Yang, K., “In vitro and in vivo evaluation of the surface bioactivity of a calcium phosphate coated magnesium alloy,” Biomaterials, 30: 1512–1523, (2009).
[10] Ahmadkhaniha, D., Sohi, M. H., Salehi A. ve Tahavvori, R., “Formations of AZ91/Al2O3 nanocomposite layer by friction stir processing”, Journal of Magnesium and Alloys, 4: 314–318, (2016).
[11] Chang, Y.-Y., Huang, H.-L., Chen, H.-J., Lai, C.-H. ve Wen, C.-Y., “Antibacterial properties and cytocompatibility of tantalum oxide coatings”, Surface and Coatings Technology, 259: 193–198, (2014).
[12] Zhou, Y., Li, M., Cheng, Y., Zheng, Y. F., Xi, T. F. ve Wei, S. C., “Tantalum coated NiTi alloy by PIIID for biomedical application” Surface and Coatings Technology, 228: 2–6, (2013).
[13] McCafferty, E. “Introduction to Corrosion Science”, Springer, 978-1-4419-0454-6, Washington, (2010).
[14] Frandsen, C. J., Brammer, K. S., Noh, K., Johnston, G. ve Jin, S., “Tantalum coating on TiO2 nanotubes induces superior rate of matrix mineralization and osteofunctionality in human osteoblasts”, Materials Science and Engineering C, 37(1): 332–341, (2014)
[15] Rahmati, B., Sarhan, A. A. D., Zalnezhad, E., Kamiab, Z., Dabbagh, A., Choudhury, D. ve Abas, W. A. B. W., “Development of tantalum oxide (Ta-O) thin film coating on biomedical Ti-6Al-4V alloy to enhance mechanical properties and biocompatibility”, Ceramics International, 42(1): 466–480, (2015).
[16] Cheng, Y., Cai, W., Li, H. T., Zheng, Y. F. “Surface modification of NiTi alloy with tantalum to improve its biocompatibility and radiopacity”, Journal of Materials Science, 41(15): 4961–4964 2006).
[17] Xu, Y. F., Xiao, Y. F., Yi, D. Q., Liu, H. Q., Wu, L. ve Wen, J., “Corrosion behavior of Ti-Nb-Ta-Zr-Fe alloy for biomedical applications in Ringer’s solution”, Transactions of Nonferrous Metals Society of China (English Edition), 25(8): 2556–2563, (2015).
[18] Arnould, C., Volcke, C., Lamarque, C., Thiry, P. A., Delhalle, J. ve Mekhalif, Z., “Titanium modified with layer-by-layer sol-gel tantalum oxide and an organodiphosphonic acid: A coating for hydroxyapatite growth”, Journal of Colloid and Interface Science, 336(2): 497–503, (2009).
[19] Subaşı, M., Karataş, Ç. “Titanyum ve Titanyum Alaşımlarından Yapılan İmplantlar Üzerine İnceleme”, Politeknik Dergisi, 15(2): 87–103, (2012).
[20] American society of metals, “Properties and Selection; Nonferrous alloys and Special-Purpose Materials”, ASM Handbook, cilt 2, ASM International, USA, (1979).
[21] Brandes, E. A., ve Brook, G. B. (Ed.). “Smithells Light Metals Handbook”, Butterworth-Heinemann, 0-7506- 3625-4, Oxford, (1998).
[22] Kandil, A. “Microstructure and Mechanical Properties of SiCp/AZ91 Magnesium Matrix Composites Processed By Stir Casting” Journal of Engineering Sciences, 40(1): 255–270, (2012).
[23] Brinker, C. J., ve Scherer., G. W. “Sol-gel Science”, (1990).
[24] Brinker, C. J. “Hydrolysis and Condensation of Silicates: Effects On Structure”. Journal of Non-Crystalline Solids, 100, 31–50, (1988).
[25] Bansal, N. P. “Low Temperature Synthesis of Monolithic Transparent Ta205 Gels From Hydrolysis of Metal Alkoxide” NASA Technical Memorandum 106246, July, (1993).
[26] Cantürk Öz, D., Kaya, N. “Sol-jel yöntemiyle üretilen alümina alkojelin fizikokimyasal ve yapısal özellikleri üzerine kurutma türünün etkisi” Politeknik Dergisi, (article in press).
[27] Yıldırım S., Yurddaşkal M., Öztürk B., Batar, T., Çelik E. “Bir Katalizör Malzeme Olarak Grafen Üretimi İçin Alev Sprey Piroliz Yöntemiyle Nanoboyutlu MgO Tozlarının Sentezi ve Özellikleri”, Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi, 14: 461–465, (2014)

APA	Gül C, Albayrak S, ÇİNİCİ H (2021). AZ91 Mg alaşımı üzerine sol-jel yöntemi ile yapılan Ta2O5 kaplamalarda daldırma sayısının kaplamaların morfolojisine etkisi. , 383 - 389. 10.2339/politeknik.683006
Chicago	Gül Canser,Albayrak Sevda,ÇİNİCİ Hanifi AZ91 Mg alaşımı üzerine sol-jel yöntemi ile yapılan Ta2O5 kaplamalarda daldırma sayısının kaplamaların morfolojisine etkisi. (2021): 383 - 389. 10.2339/politeknik.683006
MLA	Gül Canser,Albayrak Sevda,ÇİNİCİ Hanifi AZ91 Mg alaşımı üzerine sol-jel yöntemi ile yapılan Ta2O5 kaplamalarda daldırma sayısının kaplamaların morfolojisine etkisi. , 2021, ss.383 - 389. 10.2339/politeknik.683006
AMA	Gül C,Albayrak S,ÇİNİCİ H AZ91 Mg alaşımı üzerine sol-jel yöntemi ile yapılan Ta2O5 kaplamalarda daldırma sayısının kaplamaların morfolojisine etkisi. . 2021; 383 - 389. 10.2339/politeknik.683006
Vancouver	Gül C,Albayrak S,ÇİNİCİ H AZ91 Mg alaşımı üzerine sol-jel yöntemi ile yapılan Ta2O5 kaplamalarda daldırma sayısının kaplamaların morfolojisine etkisi. . 2021; 383 - 389. 10.2339/politeknik.683006
IEEE	Gül C,Albayrak S,ÇİNİCİ H "AZ91 Mg alaşımı üzerine sol-jel yöntemi ile yapılan Ta2O5 kaplamalarda daldırma sayısının kaplamaların morfolojisine etkisi." , ss.383 - 389, 2021. 10.2339/politeknik.683006
ISNAD	Gül, Canser vd. "AZ91 Mg alaşımı üzerine sol-jel yöntemi ile yapılan Ta2O5 kaplamalarda daldırma sayısının kaplamaların morfolojisine etkisi". (2021), 383-389. https://doi.org/10.2339/politeknik.683006

APA	Gül C, Albayrak S, ÇİNİCİ H (2021). AZ91 Mg alaşımı üzerine sol-jel yöntemi ile yapılan Ta2O5 kaplamalarda daldırma sayısının kaplamaların morfolojisine etkisi. Politeknik Dergisi, 24(2), 383 - 389. 10.2339/politeknik.683006
Chicago	Gül Canser,Albayrak Sevda,ÇİNİCİ Hanifi AZ91 Mg alaşımı üzerine sol-jel yöntemi ile yapılan Ta2O5 kaplamalarda daldırma sayısının kaplamaların morfolojisine etkisi. Politeknik Dergisi 24, no.2 (2021): 383 - 389. 10.2339/politeknik.683006
MLA	Gül Canser,Albayrak Sevda,ÇİNİCİ Hanifi AZ91 Mg alaşımı üzerine sol-jel yöntemi ile yapılan Ta2O5 kaplamalarda daldırma sayısının kaplamaların morfolojisine etkisi. Politeknik Dergisi, vol.24, no.2, 2021, ss.383 - 389. 10.2339/politeknik.683006
AMA	Gül C,Albayrak S,ÇİNİCİ H AZ91 Mg alaşımı üzerine sol-jel yöntemi ile yapılan Ta2O5 kaplamalarda daldırma sayısının kaplamaların morfolojisine etkisi. Politeknik Dergisi. 2021; 24(2): 383 - 389. 10.2339/politeknik.683006
Vancouver	Gül C,Albayrak S,ÇİNİCİ H AZ91 Mg alaşımı üzerine sol-jel yöntemi ile yapılan Ta2O5 kaplamalarda daldırma sayısının kaplamaların morfolojisine etkisi. Politeknik Dergisi. 2021; 24(2): 383 - 389. 10.2339/politeknik.683006
IEEE	Gül C,Albayrak S,ÇİNİCİ H "AZ91 Mg alaşımı üzerine sol-jel yöntemi ile yapılan Ta2O5 kaplamalarda daldırma sayısının kaplamaların morfolojisine etkisi." Politeknik Dergisi, 24, ss.383 - 389, 2021. 10.2339/politeknik.683006
ISNAD	Gül, Canser vd. "AZ91 Mg alaşımı üzerine sol-jel yöntemi ile yapılan Ta2O5 kaplamalarda daldırma sayısının kaplamaların morfolojisine etkisi". Politeknik Dergisi 24/2 (2021), 383-389. https://doi.org/10.2339/politeknik.683006