Kemik-doku mühendisliği uygulamaları için geliştirilen Ti alaşımlarının mekanik özelliklerinin incelenmesi

Bu çalışmada, geleneksel ortopedik implant malzemelerine alternatif olarak Ti–34Nb–25Zr, Ti–30Nb–32Zr, Ti–28Nb–35,4Zr ve Ti–24,8Nb–40,7Zr (ağ.%) nominal kompozisyona sahip, yüksek mekanik performans sergileyen yeni Ti-Nb-Zr (TNZ) alaşımları geliştirilmiştir. TNZ alaşımlarının mikroyapıları, mekanik özellikleri (çekme dayanımı, akma dayanımı, basma-akma dayanımı, elastisite modülü, elastik enerji, tokluk, esneklik katsayısı ve mikro-sertlik) ve sitokompatibiliteleri birbirleri ile kıyaslamalı olarak incelenmiştir. TNZ alaşımları basma testi sırasında kırılmaya uğramamış ve numunelerde herhangi bir çatlak oluşumu meydana gelmemiştir. Alaşımlar basma testi sırasında mükemmel plastik deformasyon kabiliyeti sergilemişlerdir. TNZ alaşımlarının çekme dayanımları 704–839 MPa, akma dayanımları 682-810 MPa, elastisite modülleri 62-65 GPa, kopma uzaması değerleri 9,9-14,8 (%), elastik enerjileri 5,02-6,74 MJ/m3 ve tokluk değerleri 60,44-112,85 MJ/m3 arasındadır. TNZ alaşımları içerisinde % 1,31 değerindeki esneklik katsayısı ile en iyi mekanik performansı sergileyen Ti–34Nb–25Zr alaşımının çekme dayanımı, akma dayanımı, elastisite modülü ve kopma uzaması değerleri sırasıyla 839,0 ± 31,8 MPa, 810,0 ± 48,0 MPa, 62,0 ± 3,6 GPa ve 14,8 ± 1,6 (%) olarak tespit edilmiştir. Sitokompatibilite testleri neticesinde, TNZ alaşımlarının mükemmel sitokompatibiliteye sahip oldukları doğrulanmıştır. TNZ alaşımları sahip olduğu tüm bu özellikler ile aday ortopedik implant malzemeleridir.