Farklı Anotlama Voltajlarının Nanoporoz Titanyum Oksit Yapısına Etkisi (025769) (435-440)

Yıl 2014, Cilt: 14 Sayı: 3, 435 - 440, 01.12.2014

Tuncay Dikiici Mustafa Toparlı

Öz

Bu çalışmanın amacı, elektrokimyasal anotlama ile titanyum (Cp-Ti) yüzeyinde farklı voltajlarda (5, 10, 20, 40, 80V ) oluşturulan nanoporoz titanyum oksit (TiO2) yapılarının incelenmesi ve farklılıkların analiz edilmesidir. TiO2 yapılar, %1,5 HF ilaveli elektrolit içinde 30 dakika süre ile bir doğru akım (dc) kaynağı yardımıyla üretilmiştir. Titanyum yüzeyinde anotlama ile üretilen nanopor yapıların çapları, duvar kalınlığı, porlar arası mesafe ve film kalınlıkları gibi fiziksel özellikleri ve bunların yanı sıra yüzey pürüzlülüğü ve ıslanabilirliği tespit edilmiştir. Farklı voltajlarda titanyum yüzeyinde oluşturulan nanoporoz TiO2 filmlerin kimyasal kompozisyonu ve morfolojisi; X-ışını fotoelektron spektroskopisi (XPS), taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve atomik kuvvet mikroskobu (AFM) ile incelenmiştir

Anahtar Kelimeler

Nanoporoz titanyum oksit, Yüzey morfolojisi, Yüzey pürüzlülüğü, Por çapı, Film kalınlığı

The Effects of Different Anodizing Voltages on the Nanoporous Titanium Oxide

Öz

The purpose of this study was to invesitigate and analyze the nanoporous titanium oxide layers produced on titanium (Cp-Ti) by electrochemical anodization with different voltages (5, 10, 20, 40, 80 V). Titanium oxide (TiO2) layers were formed in a %1.5 HF solution using a dc power supply for 30 min. The effect of applied potential on the physical properties of nanoporous strucutre including pore diameter, wall thickness, interpore distance and film thickness was studied. The surface roughness and wettability of anodized Ti surfaces were investigated. The chemical compositon and morphology of nanoporous TiO2 layersX-ray photoelectron spectroscopy (XPS), scanning electron microscopy (SEM) and atomic force microscopy (AFM). © Afyon Kocatepe Üniversitesi 1. Giriş Titanyum (Ti) ve titanyum alaşımları dental ve ortopedik implant malzemesi olarak yaygın bir şekilde kullanılmaktadır [1]. Titanyum esaslı malzemelerin bu şekilde yaygın kullanılmasını sağlayan faktör mükemmel mekanik özelliğe, yüksek biyouyumluluğa sahip olmasıdır [2-5]. Titanyum yüzeyinde oluşan TiO2 tabaka, sahip olduğu birçok fonksiyonel özellikleri ile gaz sensörü [6,7], kendi kendini temizleme [8,9], güneş enerji dönüşümü [10], ıslatabilirlik [11] ve fotokatalitik [12] uygulamalarında dikkat çekmektedir

Anahtar Kelimeler

Nanoporous titanium oxide, Surface morphology, Surface rouggness, Pore diameter, Film thickness

Kaynakça

• Assad, M., Chernyshov, A., Leroux, M.A. and Rivard, C.H., 2002. Biomed. Mater. Eng. 12-225.
• Baram, N. Starosvetsky, D. Starosvetsky, J. Epshtein, M. Armon, R. and Ein-Eli, Y., 2009. Electrochim. Acta. 54- 3381.
• Bugea, C., Luongo, R., Di Iorio, D., Cocchetto, R. and Celletti, R., 2008. Int. J. Periodontics Restor. Dent. 28- 145.
• Bauer, S., Kleber, S. and Schmuki, P., 2006. Electrochem. Commun. 8-1321.
• Fang, D., Huang, K., Liu, S. and Qin, D. Electrochem. Commun., 2009. 11-901.
• Fujishima, A., Honda, K. and Kikuchi, S., 1969. Chem. Soc. Jpn. 72-282.
• Fujishima, A. and Honda, K., 1972. Nature 238-37.
• Ganeles, J., Zollner, A., Jackowski, J., Ten Bruggenkate, C., Beagle, J. and Guerra, F., 2008. Clin. Oral Implants Res. 19-1119.
• Kokubo, T., 1998. Acta Mater., 7-2519.
• Liu, X., Chu, P.K. and Ding, C., 2004. Mater. Sci. Eng. R 47-49.
• Macak, J., Tsuchiya M. H., Ghicov, A., Yasuda, K., Hahn, R., Bauer, S., Schmuki, P., 2007. Curr. Opin. Solid State Mater. Sci., 2007. 11-3.
• Mils, A., Hill, G., Bhopal, S., Parkin, I.P. and Neill, S.A., 2003. J. Photochem. Photobiol. A: Chem. 160-185.
• Mor, G.K., Shankar,K., Paulose, M., Varghese, O.K. and Grimes,C.A., 2005. Nano Lett. 5-191.
• Mor, G.K., Varghese, O.K., Paulose, M., Shankar, K. and Grimes, C.A., 2006. Solar Energy Mater. Solar Cells 90-2011.
• Ortiz, G.F., Hanzu, I. Djenizian, T., Lavela, P., Tirado, J.L. and Knauth, P., 2009. Chem. Mater. 21-63.
• Paulose, M., Prakasam, H.E., Varghese, O.K., Peng, L., Popat, K.C., Mor, G.K., Desai, T.A. and Grimes, C.A., 2007. J. Phys. Chem. C 111-14992.
• Quan, X., Yang, S., Ruan, X. and Zhao, H., Environ. Sci. Technol., 2005. 39-3770.
• Regan, B. O. and_Gratzel, M., 1991. Nature 353-737.
• Rothschild, A., Edelman, F. and Komem, Y. F., 2000. Cosandey, Sens. Actuat. B 67-282.
• Shankar, K., Basham, J.I., Allam, N.K., Varghese, O., Mor, G.K., Feng, X., Paulose, M. J., Seabold, A., Choi, S. and Grimes, C.A., 2009. J. Phys. Chem. C 113-6327.
• Shankar, K., Mor, G.K., Prakasam, H.E., Yoriya, S., Paulose, M., Varghese, O.K. and Grimes, C.A., 2007. Nanotechnology 18-065707.
• Shin, Y. and Lee, S., 2008. Nano Lett. 8-3171.
• Sul, Y.T., Johansson, C.B., Petronis, S., Krozer, A., Jeong, Y., Wennerberg, A. and Alrbektsson, T., 2002. Biomaterials, 23-491.
• Takebe, J., Itoh, S., Okada, J. and Ishibashi, K., 2000. J. Biomed.Mater. Res., 51-398.
• Tian, M. Adams, B. Wen, J. Asmussen, R.M. and Chen, A., 2009. Electrochim. Acta 54-3799.
• Tsuchiya, H., Macak, J.M., Taveira, L., Balaur, E., Ghicov, A., Sirotna, K. And Schmuk P., 2005. Electrochem. Commun. 7-576.
• Yang, B., Uchida, M., Kim, H.M. Zhan, X. and Kokubo, T., 2004 Biomaterials, 25-1003.
• Wang, R., Hashimoto, K., Fujishima, A., Chikuni, M., Kojima, E., Kitamura, A., Shimohigoshi, M. and Watanabe, T., 1997. Nature 338-388.
• Yamamichi, N., Itose, T., Neiva, R. and Wang, H.L., 2008. Int. J. Periodontics Restor. Dent. 28-163.
• Varghese, O.K. Paulose, M. K Shankar,. Mor, G.K. and Grimes, C.A., 2005. J. Nanosci. Nanotechnol. 5-1158.
• Wang, N., Li, X., Wang, Y., Quan, X. and Chen, G., 2009. J. Chem. Eng., 146-30.
• Watcharenwong, A., Chanmanee, W., R. de Tacconi, N., Chenthamarakshan, C.R., Kajitvichyanukul. and Rajeshwar, P. K., 2007. J. Mater. Res. 22-3186.
• Wang, J. and Lin, Z. J., 2009. Phys. Chem. C 113-4026.
• Wang, D., Liu, Y., Yu, B., Zhou,F. and Liu, W., 2009. Chem. Mater. 21-1198.
• Zhang, G., Huang, H., Zhang, Y., Chan, H.L.W. and Zhou, L., 2007. Electrochem. Commun. 9-2854.
• Zakrzewska, K., Radecka, M. and Rekas, M., 1997. Thin Solid Films, 310-161.