CoCrFeNi yüksek entropi alaşımlarında Al ve Ti 'un degredasyon, iyon salınımı ve biyoaktivite üzerine etkilerinin araştırılması

Bu çalışma, CoCrFeNi alaşımlarına Al ve Ti katkısının biyomalzeme uygulamaları için önemli olan degradasyon, iyon salınımı ve biyoaktivite özellikleri üzerindeki etkisini araştırmayı amaçlamaktadır. Üç farklı yüksek entropi alaşım (CoCrFeNi, CoCrFeNiAl ve CoCrFeNiTi) mekanik alaşımlama ve ark plazma sinterleme yöntemleri ile üretilmiştir. Mekanik alaşımlama, alaşım tozlarının eldesi için kullanılmış ve 80 saatlik alaşımlama süresi ile tüm numunelerde homojen bir element dağılımının sağlandığı görülmüştür. Ark plazma sinterleme, tozların preslenerek yüksek sıcaklıkta sinterlenmesi için kullanılmış ve Al ve Ti katkısının amorflaşmayı geciktirdiği tespit edilmiştir. Karakterizasyon analizleri, alaşımların mikroyapı, element dağılımı ve faz yapısını belirlemek için SEM, EDS ve XRD analiz yöntemleri kullanılarak yapılmıştır. Degradasyon analizleri, alaşımların yapay vücut sıvısı (SBF) içerisindeki çözünme miktarlarını tespit edebilmek için daldırma öncesi ve sonrası ağırlık ölçümleri yapılarak gerçekleştirilmiştir. Al ve Ti katkısının CoCrFeNi alaşımlarında degradasyon şiddetini azalttığı gözlenmiştir. İyon salınım analizleri, alaşımların SBF içerisindeki metal iyon salınımlarını belirlemek için 4 haftalık bekleme sonrası alınan SBF örneklerindeki metal iyon konsantrasyonları ölçülerek tespit edilmiştir. Tüm numune gruplarında metal iyon salınımlarının ppb seviyelerinde olduğu ve en düşük iyon salınımının CoCrFeNiTi numune grubunda elde edildiği gözlenmiştir. Biyoaktivite analizleri, alaşımların SBF içerisindeki Ca-P çekirdeklenme davranışlarını incelemek için 4 haftalık bekleme sonrasında numune yüzeylerinde meydana gelen Ca-P çekirdeklenmeleri ve yüzeylerdeki Ca-P oranlarının EDS analizleri ile tespit edilmesi ile gerçekleştirilmiştir. CoCrFeNi alaşımında biyoaktivitenin oldukça düşük seviyelerde olduğu, Al katkısının biyoaktiviteyi arttırdığı ve en yüksek biyoaktiviteye CoCrFeNiTi alaşımlarında ulaşıldığı tespit edilmiştir. Bu çalışma, CoCrFeNi esaslı yüksek entropi alaşımların alternatif bir biyomalzeme olarak güçlü bir potansiyele sahip olduğunu ortaya koymaktadır.