Toz metalurjisi yöntemiyle üretilen magnezyum alaşımlarının karakterizasyonu ve mikro-işlenebilirliği

Bu tez çalışmasında, biyomedikal uygulamalarda kullanılabilecek, Mg alaşımının üretimi ve karakterizasyonu gerçekleştirilmiştir. Çalışmada, toz metalurjisi (T/M) tekniği olan sıcak presleme yöntemi kullanılarak, Mg5Sn-xZn (ağırlıkça %x=0, 1, 2, 3, 4, 5) numunelerinin üretimi yapılmıştır. Her bir alaşıma ait mikroyapı incelemeleri gerçekleştirilerek, mekanik ve korozyon özellikleri tespit edilmiştir. Bununla birlikte insan nöron hücrelerine karşı toksisite etkisini belirlemek için hücre canlılık analizi uygulanmıştır. Korozyon, biyouyumluluk ve mekanik testler sonucu, optimum özelliklere sahip olan alaşım numunesinin mikro işlenebilirlik parametrelerinin tayin edilebilmesi için, mikro frezeleme deneyleri gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlar göstermiştir ki, sıcak presleme metoduyla Mg5Sn-xZn alaşımının üretimi mümkündür. Numune yüzeylerinden alınan SEM/EDS incelemeleri neticesinde; homojen bir mikroyapı elde edilebildiği, oluşan ikincil fazların tane sınırlarında homojen bir şekilde dağıldığı gözlenmiştir. Artan Zn oranıyla birlikte genel olarak korozyon direncinde artış tespit edilmiştir. Korozyon testi sonrası numune yüzeylerinde koruyucu film şeklinde apatit yapılarının oluştuğu belirlenmiştir. En yüksek korozyon direnci, apatit yapılarının da yoğun bir şekilde oluştuğu TZ54 numunesinden elde edilmiştir. Bununla birlikte, Zn miktarındaki artışın mekanik özellikleri de iyileştirdiği tespit edilmiştir. En yüksek mekanik özellikler TZ55 numunesinden elde edilmiştir. Alaşımlara Zn ilavesi biyouyumluluk açısından SH-SY5Y hücrelerine herhangi bir toksik etki oluşturmamıştır. Korozyon ve biyouyumluluk özellikleri bakımından optimum özellikleri TZ54 numunesi sağlamıştır. Bu amaçla farklı kesme parametreleri dikkate alınarak TZ54 alaşımının mikro frezeleme deneyleri gerçekleştirilmiştir. Uygun kesme parametrelerine karar verebilmek için kesme kuvvetleri, işlenen yüzey kalitesi ve çapak genişliğinin değişimi araştırılmıştır. TZ54 alaşımının mikro frezelenmesinde elde edilen kesme kuvvetleri, diğer biyomedikal malzemelere nazaran oldukça küçüktür. Hem kesme kuvvetleri hem de yüzey pürüzlülüğü açısından, minimum talaş kalınlığının, takım kenar radyüsünün yaklaşık %7'si olduğu sonucuna varılmıştır. Bununla birlikte Ti6Al4V ve AZ31 gibi alaşımlarla kıyaslandığında, çapak oluşumu daha küçük düzeydedir. Minimum talaş kalınlığından daha düşük ilerleme hızlarında çapak genişliği artmaktadır. Kesici takımda baskın olan hasar tipi abrasiv aşınmadır. Kısmen talaş yapışmasının da meydana geldiği gözlemlenmiştir. Takım ömrü, yüzey pürüzlülüğü ve çapak oluşumu dikkate alındığında, TZ54 alaşımının kolay işlenebilen, alternatif bir biyomedikal malzeme olabileceği öngörülmektedir.