Yıl 2019, Cilt 12 , Sayı 3, Sayfalar 1392 - 1401 2019-12-31

Wear Behaviour of HA-TiO2 Coatings Fabricated by Plasma Spray
Plazma Püskürtme Kaplama Yöntemiyle Üretilmiş HA ve TiO2 Kaplamaların Aşınma Davranışlarının İncelenmesi

Muhammet KARABAŞ [1] , Yusuf KAYALI [2]


Hydroxyapatite (HA) bioceramic coatings are widely used in medical implants in order to improve biocompatibility and corrosion resistance. But, HA coatings suffers from poor mechanical properties in agressive environment. In this study, Single layer HA, TiO2 and double layer HA/TiO2 coatings were fabricated by plasma spray. Wear behavior of coatings in dry and SBF environment was investigated. As a result, the single layer HA coating had the weakest wear resistance. However, abrasion resistance improved as a result of the double layer coating design with TiO2. In the case of single-layer TiO2 coating, the least material loss occurred as a result of the wear tests.

Hidroksiapatit (HA) biyoseramik kaplamalar medikal implant uygulamalarında biyouyumluluğu ve korozyon direncini arttırmak amacıyla yaygın olarak kullanılmaktadır. Fakat HA kaplamalar zayıf mekanik özellikleri sebebiyle saldırgan ortamlarda kolayca hasar alabilmektedir. Bu çalışmada tek katman HA, TiO2 ve çift katman HA/TiO2 kaplamalar plazma püskürtme yöntemi ile üretilmiştir. Kaplamaların kuru ortamda ve SBF ortamında aşınma davranışları incelenmiştir. Elde edilen sonuçlar neticesinde tek katman HA kaplamanın en zayıf aşınma direncine sahip olduğu belirlenmiştir. Fakat TiO2 ile çift katman kaplama dizaynı sonucunda aşınma dayanımında iyileşmeler meydana gelmiştir. Tek katman TiO2 kaplamada ise aşınma deneyleri sonucunda en az malzeme kaybı meydana geldiği anlaşılmıştır. 
  • Baptista, R., Gadelha, D., Bandeira, M., Arteiro, D., Delgado, M. I., Ferro, A. C., & Guedes, M. (2016). Characterization of titanium-hydroxyapatite biocomposites processed by dip coating. Bulletin of Materials Science, 39(1), 263-272. doi:10.1007/s12034-015-1122-6
  • Cannillo, V., Lusvarghi, L., & Sola, A. (2008). Production and characterization of plasma-sprayed TiO2-hydroxyapatite functionally graded coatings. Journal of the European Ceramic Society, 28(11), 2161-2169. doi:10.1016/j.jeurceramsoc.2008.02.026
  • Chen, C. C., Huang, T. H., Kao, C. T., & Ding, S. J. (2006). Characterization of functionally graded hydroxyapatite/titanium composite coatings plasma‐sprayed on Ti alloys. Journal of Biomedical Materials Research Part B: Applied Biomaterials: An Official Journal of The Society for Biomaterials, The Japanese Society for Biomaterials, and The Australian Society for Biomaterials and the Korean Society for Biomaterials, 78(1), 146-152.
  • Farnoush, H., & Rezaei, Z. (2017). Effect of suspension stability on bonding strength and electrochemical behavior of electrophoretically deposited HA–YSZ nanostructured composite coatings. Ceramics International, 43(15), 11885-11897. doi:https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2017.06.036
  • Fathi, M. H., & Doostmohammadi, A. (2009). Bioactive glass nanopowder and bioglass coating for biocompatibility improvement of metallic implant. Journal of Materials Processing Technology, 209(3), 1385-1391. doi:10.1016/j.jmatprotec.2008.03.051
  • Heimann, R. B. (2016). Plasma-Sprayed Hydroxylapatite-Based Coatings: Chemical, Mechanical, Microstructural, and Biomedical Properties. Journal of Thermal Spray Technology, 25(5), 827-850. doi:10.1007/s11666-016-0421-9
  • Karimi, S., Mahzoon, F., Javadpour, S., & Janghorban, K. (2015). Study of wear and corrosion behavior of cathodic plasma electrolytic deposition of zirconia-hydroxyapatite on titanium and 316L stainless steel in Ringer's solution. International Journal of Materials Research, 106(6), 614-620. doi:10.3139/146.111229
  • Khor, K. A., Li, H., & Cheang, P. (2003). Processing-microstructure-property relations in HVOF sprayed calcium phosphate based bioceramic coatings. Biomaterials, 24(13), 2233-2243. doi:10.1016/S0142-9612(03)00027-9
  • Khun, N. W., Li, Z., Khor, K. A., & Cizek, J. (2016). Higher in-flight particle velocities enhance in vitro tribological behavior of plasma sprayed hydroxyapatite coatings. Tribology International, 103, 496-503. doi:https://doi.org/10.1016/j.triboint.2016.08.006
  • Kim, S.-G., Hahn, B.-D., Park, D.-S., Lee, Y.-C., Choi, E.-J., Chae, W.-S., . . . Choi, J.-Y. (2011). Aerosol deposition of hydroxyapatite and 4-hexylresorcinol coatings on titanium alloys for dental implants. Journal of Oral and Maxillofacial Surgery, 69(11), e354-e363.
  • Li, H., Khor, K. A., & Cheang, P. (2002). Titanium dioxide reinforced hydroxyapatite coatings deposited by high velocity oxy-fuel (HVOF) spray. Biomaterials, 23(1), 85-91. doi:Doi 10.1016/S0142-9612(01)00082-5
  • Li, Y. H., Yang, C., Zhao, H. D., Qu, S. G., Li, X. Q., & Li, Y. Y. (2014). New Developments of Ti-Based Alloys for Biomedical Applications. Materials, 7(3), 1709-1800. doi:10.3390/ma7031709
  • Lu, Y. P., Li, M. S., Li, S. T., Wang, Z. G., & Zhu, R. F. (2004). Plasma-sprayed hydroxyapatite plus titania composite bond coat for hydroxyapatite coating on titanium substrate. Biomaterials, 25(18), 4393-4403. doi:10.1016/j.biomaterials.2003.10.092
  • Mittal, M., Nath, S. K., & Prakash, S. (2013). Improvement in mechanical properties of plasma sprayed hydroxyapatite coatings by Al2O3 reinforcement. Materials Science & Engineering C-Materials for Biological Applications, 33(5), 2838-2845. doi:10.1016/j.msec.2013.03.005
  • Palanivelu, R., & Kumar, A. R. (2014). Scratch and wear behaviour of plasma sprayed nano ceramics bilayer Al2O3-13 wt%TiO2/hydroxyapatite coated on medical grade titanium substrates in SBF environment. Applied Surface Science, 315, 372-379. doi:10.1016/j.apsusc.2014.07.167
  • Sola, A., Bellucci, D., & Cannillo, V. (2016). Functionally graded materials for orthopedic applications - an update on design and manufacturing. Biotechnology Advances, 34(5), 504-531. doi:10.1016/j.biotechadv.2015.12.013
  • Temenoff, J. S., & Mikos, A. G. (2008). Biomaterials : the intersection of biology and materials science: Upper Saddle River.
  • Vilardell, A. M., Cinca, N., Concustell, A., Dosta, S., Cano, I. G., & Guilemany, J. M. (2015). Cold spray as an emerging technology for biocompatible and antibacterial coatings: state of art. Journal of Materials Science, 50(13), 4441-4462. doi:10.1007/s10853-015-9013-1
  • Zuhailawati, H., Sivakumar, R., Dhindaw, B. K., & Noor, S. N. F. M. (2015). Cold spray deposition of hydroxyapatite powder onto magnesium substrates for biomaterial applications AU - Hasniyati, M. Surface Engineering, 31(11), 867-874. doi:10.1179/1743294415Y.0000000068
Birincil Dil tr
Konular Mühendislik
Bölüm Makaleler
Yazarlar

Orcid: 0000-0002-0666-6132
Yazar: Muhammet KARABAŞ (Sorumlu Yazar)
Kurum: HAKKARİ ÜNİVERSİTESİ, MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ, MALZEME BİLİMİ VE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ
Ülke: Turkey


Orcid: 0000-0002-2449-7125
Yazar: Yusuf KAYALI
Kurum: METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ
Ülke: Turkey


Tarihler

Yayımlanma Tarihi : 31 Aralık 2019

Bibtex @araştırma makalesi { erzifbed530698, journal = {Erzincan Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi}, issn = {1307-9085}, eissn = {2149-4584}, address = {}, publisher = {Erzincan Üniversitesi}, year = {2019}, volume = {12}, pages = {1392 - 1401}, doi = {10.18185/erzifbed.530698}, title = {Plazma Püskürtme Kaplama Yöntemiyle Üretilmiş HA ve TiO2 Kaplamaların Aşınma Davranışlarının İncelenmesi}, key = {cite}, author = {Karabaş, Muhammet and Kayalı, Yusuf} }
APA Karabaş, M , Kayalı, Y . (2019). Plazma Püskürtme Kaplama Yöntemiyle Üretilmiş HA ve TiO2 Kaplamaların Aşınma Davranışlarının İncelenmesi . Erzincan Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi , 12 (3) , 1392-1401 . DOI: 10.18185/erzifbed.530698
MLA Karabaş, M , Kayalı, Y . "Plazma Püskürtme Kaplama Yöntemiyle Üretilmiş HA ve TiO2 Kaplamaların Aşınma Davranışlarının İncelenmesi" . Erzincan Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 12 (2019 ): 1392-1401 <https://dergipark.org.tr/tr/pub/erzifbed/issue/51325/530698>
Chicago Karabaş, M , Kayalı, Y . "Plazma Püskürtme Kaplama Yöntemiyle Üretilmiş HA ve TiO2 Kaplamaların Aşınma Davranışlarının İncelenmesi". Erzincan Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 12 (2019 ): 1392-1401
RIS TY - JOUR T1 - Plazma Püskürtme Kaplama Yöntemiyle Üretilmiş HA ve TiO2 Kaplamaların Aşınma Davranışlarının İncelenmesi AU - Muhammet Karabaş , Yusuf Kayalı Y1 - 2019 PY - 2019 N1 - doi: 10.18185/erzifbed.530698 DO - 10.18185/erzifbed.530698 T2 - Erzincan Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi JF - Journal JO - JOR SP - 1392 EP - 1401 VL - 12 IS - 3 SN - 1307-9085-2149-4584 M3 - doi: 10.18185/erzifbed.530698 UR - https://doi.org/10.18185/erzifbed.530698 Y2 - 2019 ER -
EndNote %0 Erzincan Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi Plazma Püskürtme Kaplama Yöntemiyle Üretilmiş HA ve TiO2 Kaplamaların Aşınma Davranışlarının İncelenmesi %A Muhammet Karabaş , Yusuf Kayalı %T Plazma Püskürtme Kaplama Yöntemiyle Üretilmiş HA ve TiO2 Kaplamaların Aşınma Davranışlarının İncelenmesi %D 2019 %J Erzincan Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi %P 1307-9085-2149-4584 %V 12 %N 3 %R doi: 10.18185/erzifbed.530698 %U 10.18185/erzifbed.530698
ISNAD Karabaş, Muhammet , Kayalı, Yusuf . "Plazma Püskürtme Kaplama Yöntemiyle Üretilmiş HA ve TiO2 Kaplamaların Aşınma Davranışlarının İncelenmesi". Erzincan Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 12 / 3 (Aralık 2020): 1392-1401 . https://doi.org/10.18185/erzifbed.530698
AMA Karabaş M , Kayalı Y . Plazma Püskürtme Kaplama Yöntemiyle Üretilmiş HA ve TiO2 Kaplamaların Aşınma Davranışlarının İncelenmesi. Erzincan Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi. 2019; 12(3): 1392-1401.
Vancouver Karabaş M , Kayalı Y . Plazma Püskürtme Kaplama Yöntemiyle Üretilmiş HA ve TiO2 Kaplamaların Aşınma Davranışlarının İncelenmesi. Erzincan Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi. 2019; 12(3): 1392-1401.