TiTaNbHfZr high entropy alloy as a biomedical coating on metallic implant materials

Bu çalışmada NiTi şekil hafızalı alaşım ve 316L paslanmaz çelik numunelere yapılan TiTaHfNbZr ve Ti1.5Ta0.5Hf0.5Nb0.5Zr yüksek entropili alaşım kaplamaları incelendi. Kaplamaların mekanik özellikleri, mikroyapıları, biyo aktiviteleri ve biyo uyumluluklarının yorumlanabilmesi için nanoiz sertlik testi, XRD, AFM, SEM, EDS, XPS ve ICP-MS analizleri yürütüldü. RF Magnetron Kopartma Yöntemi ile kaplanan yüksek entropili alaşımlar NiTi şekil hafızalı alaşım ve 316L paslanmaz çelik numunelerin mekanik özelliklerini iyileştirerek aşınma dayanımlarını artırdığı fark edildi. Kaplamaların, 316L paslanmaz çelik yüzeylerine kıyasla hidroksiapatit partiküllerinin oluşması için çok daha uygun olduğu görüldü. Yüksek entropili alaşım kaplamalarının kaplandıkları yüzeyin biyo aktifliğini artırdığı ispatlandı. Herhangi bir yüzey kusuruna sahip olmayan kaplamaların, termal oksidasyon ile oksitlendiklerinde iyon salınımını yüksek oranda engellediği görüldü. Ancak, kaplama yüzeyindeki herhangi bir çizik, kopuk ya da deliğin, kaplama yapılmamış bir 316L paslanmaz çeliğinden çok daha fazla miktarda Ni iyonu salınımına sebebiyet verdiği gözlendi. Aynı zamanda, kaplamaların NiTi şekil hafızalı alaşımlardan iyon salınmasını engellemekte olduğu yorumlandı. Çalışmada yapılan analizler, TiTaHfNbZr ve Ti1.5Ta0.5Hf0.5Nb0.5Zr yüksek entropili alaşım kaplamalarının metalik implant malzemelerinin biyo performanslarını iyileştirmede yüksek oranda etkili olduğunu ispatladı.