Araştırma Makalesi
BibTex RIS Kaynak Göster

İnsan Vücudunda Biyo-malzeme Olarak Kullanılan Titanyum-Zirkonyum Alaşımlarının 30° Alt Çene Hareketli Çiğneme Test Deneylerinde Aşınma Davranışlarının İncelenmesi

Yıl 2020, , 604 - 608, 25.12.2020
https://doi.org/10.19113/sdufenbed.682160

Öz

Bu çalışmanın amacı insan vücudunda biyomalzeme olarak tercih edilen saf titanyum (cp-Ti), Ti-5Zr ve Ti-10Zr alaşımlarının laboratuvar ortamında 30° alt çene haraketli çiğneme test deneylerinde aşınma davranışlarının incelenmesidir. Aşınma testi öncesinde test numunelerinin yüzey sertlik değerleri belirlenmiştir. Daha sonra test numuneleri bilgisayar kontrollü çiğneme test cihazı kullanılarak 120 000 aşınma döngü (70 N aşınma kuvveti, 30° açı ile 0,7 mm alt çene hareketi, 1,8 Hz aşınma frekansı 3000 termal döngü ve 6 mm çapında seramik aşındırıcı malzeme) test deneylerine maruz bırakılmıştır. Test numunelerini mikro yapı analizleri taramalı elektron mikroskobu (SEM) kullanılarak yapılmıştır. Ayrıca, aşınma testi prosedürü sonrasında test numunelerinin aşınma bölgesinde meydana gelene hacim kayıpları 3 boyutlu profilometre kullanılarak ölçülmüştür. Bu çalışma sonucunda elde edilen veriler ile titanyum içerisinde zirkonyum elementinin oranın artması ile alaşımın sertlik değerinin arttığı gözlemlenmiştir. Ayrıca zirkonyum elementinin alaşımın aşınma direncini artırdığı gözlemlenmiştir.

Kaynakça

  • [1] Santos, R.L.P., Buciumeanu, M., Silva, F.S., Souza, J.C.M., Nascimento, R.M., Motta, F.V., Henriques, B. 2016. Tribological behavior of zirconia-reinforced glass-ceramic composites in artificial saliva. Tribology International, 103, 379-387.
  • [2] Yilmaz, E.C., Sadeler, R. 2018. Investigation of Two- and Three-Body Wear Resistance on Flowable Bulk-Fill and Resin-Based Composites. Mechanics of Composite Materials, 54, 395-402. . [3] Lawson, N.C., Cakir, D., Beck, P., Litaker, M.S., Burgess, JO. 2012. Characterization of third-body media particles and their effect on in vitro composite wear. Dental Materials, 28, 118-126. . [4] Faria, A.C.L., Rodrigues, R.C.S., Claro, A.P.R.A., Mattos de, M.D.C., Ribeiro, RF. 2011. Wear resistance of experimental titanium alloys for dental applications. Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials, 4, 1873-1879. . [5] Yilmaz, E.Ç. 2019. Effect of Sliding Movement Mechanism on Contact Wear Behavior of Composite Materials in Simulation of Oral Environment. Journal of Bio- and Tribo-Corrosion, 5, 63-72. [6] Injeti, V.S.Y., Nune, K.C., Reyes, E., Yue, G., Li, SJ., Misra, RDK. 2019. A comparative study on the tribological behavior of Ti-6Al-4V and Ti-24Nb-4Zr-8Sn alloys in simulated body fluid. Materials Technology, 34, 1-15.
  • [7] Yilmaz, E.C., Sadeler, R. 2018. Investigation of three-body wear of dental materials under different chewing cycles. Science and Engineering of Composite Materials, 25, 781-787. . [8] Ghazal, M., Yang, B., Ludwig, K., Kern, M. 2008. Two-body wear of resin and ceramic denture teeth in comparison to human enamel. Dental Materials, 24, 502-507.
  • [9] .Hahnel, S., Schultz, S., Trempler, C., Ach, B., Handel, G., Rosentritt, M. 2011. Two-body wear of dental restorative materials. J. Mech. Behav. Biomed Mater, 4, 237-244. . [10] Souza, J.C.M., Bentes, A.C., Reis, K., Gavinha, S., Buciumeanu, M., Henriques, B., Silva, FS., Comes, JR. 2016. Abrasive and sliding wear of resin composites for dental restorations. Tribology International, 102, 154-160. . [11] Tkachenko, S., Datskevich, O., Kulak, L., Jacobson, S., Engqvist, H., Persson, C. 2014. Wear and friction properties of experimental Ti-Si-Zr alloys for biomedical applications. Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials, 39, 61-72. . [12] Abe, Y., Sato, Y., Taji, T., Akagawa, Y., Lambrechts, P., Vanherle, G. 2001. An in vitro wear study of posterior denture tooth materials on human enamel. Journal of Oral Rehabilitation, 28, 407-412. . [13] Zeng, J.Y., Sato, Y., Ohkubo, C., Hosoi, T. 2005. In vitro wear resistance of three types of composite resin denture teeth. Journal of Prosthetic Dentistry, 94, 453-457. . [14] Ho, W.F., Chen, W.K., Wu, S.C., Hsu, H.C. 2008. Structure, mechanical properties, and grindability of dental Ti-Zr alloys. Journal of Materials Science-Materials in Medicine, 19, 3179-3186. . [15] Sutiman, D.M., Mareci, D., Nechita, TM., Iordache, I., Rosca, JCM. 2007. The electrochemical behaviour of some unnoble alloys in fusayama artificial saliva. Macedonian Journal of Chemistry and Chemical Engineering, 26, 57-63. . [16] Heintze, S.D. 2006. How to qualify and validate wear simulation devices and methods. Dental Materials, 22, 712-734.

Investigation of Wear Behavior of Titanium-Zirconium Alloys Used as Biomaterials in Human Body in 30° Lower Jaw Motion Chewing Simulation Test Experiment

Yıl 2020, , 604 - 608, 25.12.2020
https://doi.org/10.19113/sdufenbed.682160

Öz

The aim of this study is to investigate the wear behavior of pure titanium (cp-Ti), Ti-5Zr and Ti-10Zr alloys which are preferred as biomaterials in human body in 30° lower jaw movement chewing test experiments. The surface hardness values of the test specimens were determined before the wear test. Then, the test specimens were subjected to 120 000 wear cycles (70 N wear force, 0.7 mm lower jaw movement, 1.8 Hz wear frequency 3000 thermal cycles and 6 mm diameter ceramic abrasive antagonist material) using a computer-controlled chewing simulation device. Microstructure analyzes of the test samples were performed with scanning electron microscopy (SEM). In addition, wear volume loss of test specimen abrasion area obtained using non-contact 3D profilometer. As a result of this study, it was observed that the hardness value of the alloy increased with increasing ratio of zirconium element in titanium. It has also been observed that the alloy of the element zirconium increases the wear resistance.

Kaynakça

  • [1] Santos, R.L.P., Buciumeanu, M., Silva, F.S., Souza, J.C.M., Nascimento, R.M., Motta, F.V., Henriques, B. 2016. Tribological behavior of zirconia-reinforced glass-ceramic composites in artificial saliva. Tribology International, 103, 379-387.
  • [2] Yilmaz, E.C., Sadeler, R. 2018. Investigation of Two- and Three-Body Wear Resistance on Flowable Bulk-Fill and Resin-Based Composites. Mechanics of Composite Materials, 54, 395-402. . [3] Lawson, N.C., Cakir, D., Beck, P., Litaker, M.S., Burgess, JO. 2012. Characterization of third-body media particles and their effect on in vitro composite wear. Dental Materials, 28, 118-126. . [4] Faria, A.C.L., Rodrigues, R.C.S., Claro, A.P.R.A., Mattos de, M.D.C., Ribeiro, RF. 2011. Wear resistance of experimental titanium alloys for dental applications. Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials, 4, 1873-1879. . [5] Yilmaz, E.Ç. 2019. Effect of Sliding Movement Mechanism on Contact Wear Behavior of Composite Materials in Simulation of Oral Environment. Journal of Bio- and Tribo-Corrosion, 5, 63-72. [6] Injeti, V.S.Y., Nune, K.C., Reyes, E., Yue, G., Li, SJ., Misra, RDK. 2019. A comparative study on the tribological behavior of Ti-6Al-4V and Ti-24Nb-4Zr-8Sn alloys in simulated body fluid. Materials Technology, 34, 1-15.
  • [7] Yilmaz, E.C., Sadeler, R. 2018. Investigation of three-body wear of dental materials under different chewing cycles. Science and Engineering of Composite Materials, 25, 781-787. . [8] Ghazal, M., Yang, B., Ludwig, K., Kern, M. 2008. Two-body wear of resin and ceramic denture teeth in comparison to human enamel. Dental Materials, 24, 502-507.
  • [9] .Hahnel, S., Schultz, S., Trempler, C., Ach, B., Handel, G., Rosentritt, M. 2011. Two-body wear of dental restorative materials. J. Mech. Behav. Biomed Mater, 4, 237-244. . [10] Souza, J.C.M., Bentes, A.C., Reis, K., Gavinha, S., Buciumeanu, M., Henriques, B., Silva, FS., Comes, JR. 2016. Abrasive and sliding wear of resin composites for dental restorations. Tribology International, 102, 154-160. . [11] Tkachenko, S., Datskevich, O., Kulak, L., Jacobson, S., Engqvist, H., Persson, C. 2014. Wear and friction properties of experimental Ti-Si-Zr alloys for biomedical applications. Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials, 39, 61-72. . [12] Abe, Y., Sato, Y., Taji, T., Akagawa, Y., Lambrechts, P., Vanherle, G. 2001. An in vitro wear study of posterior denture tooth materials on human enamel. Journal of Oral Rehabilitation, 28, 407-412. . [13] Zeng, J.Y., Sato, Y., Ohkubo, C., Hosoi, T. 2005. In vitro wear resistance of three types of composite resin denture teeth. Journal of Prosthetic Dentistry, 94, 453-457. . [14] Ho, W.F., Chen, W.K., Wu, S.C., Hsu, H.C. 2008. Structure, mechanical properties, and grindability of dental Ti-Zr alloys. Journal of Materials Science-Materials in Medicine, 19, 3179-3186. . [15] Sutiman, D.M., Mareci, D., Nechita, TM., Iordache, I., Rosca, JCM. 2007. The electrochemical behaviour of some unnoble alloys in fusayama artificial saliva. Macedonian Journal of Chemistry and Chemical Engineering, 26, 57-63. . [16] Heintze, S.D. 2006. How to qualify and validate wear simulation devices and methods. Dental Materials, 22, 712-734.
Toplam 4 adet kaynakça vardır.

Ayrıntılar

Birincil Dil Türkçe
Konular Mühendislik
Bölüm Makaleler
Yazarlar

Efe Çetin Yılmaz 0000-0002-6212-7483

Yayımlanma Tarihi 25 Aralık 2020
Yayımlandığı Sayı Yıl 2020

Kaynak Göster

APA Yılmaz, E. Ç. (2020). İnsan Vücudunda Biyo-malzeme Olarak Kullanılan Titanyum-Zirkonyum Alaşımlarının 30° Alt Çene Hareketli Çiğneme Test Deneylerinde Aşınma Davranışlarının İncelenmesi. Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 24(3), 604-608. https://doi.org/10.19113/sdufenbed.682160
AMA Yılmaz EÇ. İnsan Vücudunda Biyo-malzeme Olarak Kullanılan Titanyum-Zirkonyum Alaşımlarının 30° Alt Çene Hareketli Çiğneme Test Deneylerinde Aşınma Davranışlarının İncelenmesi. Süleyman Demirel Üniv. Fen Bilim. Enst. Derg. Aralık 2020;24(3):604-608. doi:10.19113/sdufenbed.682160
Chicago Yılmaz, Efe Çetin. “İnsan Vücudunda Biyo-Malzeme Olarak Kullanılan Titanyum-Zirkonyum Alaşımlarının 30° Alt Çene Hareketli Çiğneme Test Deneylerinde Aşınma Davranışlarının İncelenmesi”. Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 24, sy. 3 (Aralık 2020): 604-8. https://doi.org/10.19113/sdufenbed.682160.
EndNote Yılmaz EÇ (01 Aralık 2020) İnsan Vücudunda Biyo-malzeme Olarak Kullanılan Titanyum-Zirkonyum Alaşımlarının 30° Alt Çene Hareketli Çiğneme Test Deneylerinde Aşınma Davranışlarının İncelenmesi. Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 24 3 604–608.
IEEE E. Ç. Yılmaz, “İnsan Vücudunda Biyo-malzeme Olarak Kullanılan Titanyum-Zirkonyum Alaşımlarının 30° Alt Çene Hareketli Çiğneme Test Deneylerinde Aşınma Davranışlarının İncelenmesi”, Süleyman Demirel Üniv. Fen Bilim. Enst. Derg., c. 24, sy. 3, ss. 604–608, 2020, doi: 10.19113/sdufenbed.682160.
ISNAD Yılmaz, Efe Çetin. “İnsan Vücudunda Biyo-Malzeme Olarak Kullanılan Titanyum-Zirkonyum Alaşımlarının 30° Alt Çene Hareketli Çiğneme Test Deneylerinde Aşınma Davranışlarının İncelenmesi”. Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 24/3 (Aralık 2020), 604-608. https://doi.org/10.19113/sdufenbed.682160.
JAMA Yılmaz EÇ. İnsan Vücudunda Biyo-malzeme Olarak Kullanılan Titanyum-Zirkonyum Alaşımlarının 30° Alt Çene Hareketli Çiğneme Test Deneylerinde Aşınma Davranışlarının İncelenmesi. Süleyman Demirel Üniv. Fen Bilim. Enst. Derg. 2020;24:604–608.
MLA Yılmaz, Efe Çetin. “İnsan Vücudunda Biyo-Malzeme Olarak Kullanılan Titanyum-Zirkonyum Alaşımlarının 30° Alt Çene Hareketli Çiğneme Test Deneylerinde Aşınma Davranışlarının İncelenmesi”. Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, c. 24, sy. 3, 2020, ss. 604-8, doi:10.19113/sdufenbed.682160.
Vancouver Yılmaz EÇ. İnsan Vücudunda Biyo-malzeme Olarak Kullanılan Titanyum-Zirkonyum Alaşımlarının 30° Alt Çene Hareketli Çiğneme Test Deneylerinde Aşınma Davranışlarının İncelenmesi. Süleyman Demirel Üniv. Fen Bilim. Enst. Derg. 2020;24(3):604-8.

e-ISSN :1308-6529
Linking ISSN (ISSN-L): 1300-7688

Dergide yayımlanan tüm makalelere ücretiz olarak erişilebilinir ve Creative Commons CC BY-NC Atıf-GayriTicari lisansı ile açık erişime sunulur. Tüm yazarlar ve diğer dergi kullanıcıları bu durumu kabul etmiş sayılırlar. CC BY-NC lisansı hakkında detaylı bilgiye erişmek için tıklayınız.