NiTiNbX (X=Ta, V) şekil hatırlamalı alaşımların yapısal, fiziksel ve biyouyumluluk özelliklerinin araştırılması

Bu çalışmada NiTi alaşımına (at.) %23 oranında Nb elementi daha sonra üçlü alaşıma farklı oranlarda Nb, Ta ve V elementi katkılanarak; eş atomik ikili, üçlü ve dörtlü alaşım numuneleri hazırlandı. Hazırlanan alaşımlar; Ni50Ti50 (EB1), Ni27Ti50Nb23 (EB2), Ni27Ti50Nb22Ta1 (E1), Ni27Ti50Nb20Ta3 (E3), Ni27Ti50Nb18Ta5 (E5), Ni27Ti50Nb22V1 (B1), Ni27Ti50Nb21V2 (B2) ve Ni27Ti50Nb18V5 (B5) olarak kodlandı. Alaşımların faz dönüşümleri ile elde edilen bazı termodinamik parametreler diferansiyel taramalı kalorimetre (DSC) cihazı kullanılarak belirlendi. Tüm numuneler şekil hatırlamalı alaşım özelliği sergiledi. Nb ve V elementi ile katkılanan alaşımlarda faz dönüşüm sıcaklıklarının azaldığı tespit edilirken, Ta elementi ilaveli alaşımlarda faz dönüşüm sıcaklık değerlerinin arttığı belirlendi. Ayrıca; difüzyonsuz faz dönüşümleri farklı kristal yapılara sahip olan iki faz "austenit↔martensit" arasında meydana gelirken, Ta elementi ilaveli alaşımlarda bu dönüşümlerde "R-fazı" tespit edildi. Alaşımların kristal yapılarının tayini için X-ışını (XRD) analizleri yapıldı. Numunelerin, X-ışını analizleri sayesinde B2, B19/, Ti2Ni, ꞵ-Nb ve ꞵ-Ta fazlarının varlığı tespit edildi. Numunelerin yüzey morfolojilerinin incelenmesi için taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve kimyasal yapı tayinlerini (matris fazlarını, çökeltilerini ve ayrışma bölgelerini) belirlemek için EDX analizleri yapıldı. Bütün alaşımlarda martensitik plakalara rastlanılmazken, dentritik kolların varlığı gözlemlendi. Alaşımların mikrosertlik analizleri Vickers test yöntemi ile bulundu. Eş atomik NiTi alaşımının mikrosertlik değeri 243 HV0.3 bulunurken, Nb elementi katkılanması ile bu değer 354 HV0.3, Ta elementi ilaveli alaşımlarda ortalama 380 HV0.3, V elementi ilavesi ortalama 514 HV0.3 değerine çıkmıştır. Malzemelerin biyouyumluluk incelemeleri potansiyodinamik korozyon testi ve hücre kültür test yöntemleri kullanılarak araştırıldı. Ta elementi ilaveli alaşımların korozyon dirençleri en yüksek oranda olurken, üzerinde bakteri kolonisi en az görülen alaşımlarda Ta elementi katkılanarak hazırlanmış şekil hatırlamalı alaşımlar olduğu görüldü. Sonuç olarak NiTiNb-Ta alaşımları çeşitli amaçlar için insan vücuduna implant edilmesinde kullanıma uygun olduğu söylenebilir.