Titanyum implantının önemli tribokorozyon parametrelerinin ölçümü ve sayısal görüntü işleme ile değerlendirilmesi
Emrah Irmak, Enis KörpeAlanya Alaaddin Keykubat Üniversitesi, Rafet Kayış Mühendislik Fakültesi, Elektrik-Elektronik Mühendisliği, Alanya/AntalyaTitanyum implantlar, implant ile abutment alaşımı arasındaki arayüzde tribokorozyonun sıklıkla görüldüğü mekanik sistemlerdir. Bu çalışmada, cerrahide aktif olarak kullanılan bu malzeme (Titanyum-Ti6Al4V) için sahadan elde edilen yeterli sayıda numune hazırlanarak, aşınma katsayısı, aşınma hacim kaybı ve korozyon hızı gibi tribokorozyon açısından önemli parametreler laboratuvar ortamında deneysel olarak belirlenmiştir. Bu mekanik sistemlerin vücut benzeri ortamlarda kapsamlı analizi, implant ile abutment alaşımı arasındaki arayüzde oluşan aşınma ve korozyon etkileşimlerinin neden olduğu malzeme kaybının daha iyi anlaşılmasına katkıda bulunmaktadır. Numuneler, ilgili standartlara uygun olarak belirli sayıda çevrim boyunca pim-disk sistemi ile kuru kayma aşınmasına tabi tutulmuş ve bu esnada aşınma hacim kaybı ve sürtünme katsayısı eş zamanlı olarak ölçülmüştür. Gerçek koşullara daha yakın bir deneysel ortam oluşturmak için, malzeme yüzeylerinin küçük bir kısmı vücut pH seviyelerine uygun olarak yapay vücut sıvısıyla etkileşime sokulmuş ve korozyon kinetiğindeki değişimler gözlenmiştir. Bu deneylerin sonuçları, titanyumun vücut implantlarında aşınma ve korozyona bağlı malzeme kaybına karşı ne kadar dirençli olduğunu değerlendirmek için incelenmiştir. Ek olarak, Ti6Al4V alaşımının aşınmış ve korozyona uğramış yüzeylerinin morfolojik özellikleri, taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve dijital görüntü işleme teknikleri kullanılarak analiz edilmiş ve yorumlanmıştır.
Anahtar Kelimeler: Titanyum, Aşınma, Korozyon, Tribokorozyon, Dijital Görüntü İşleme, Yapay Vücut SıvısıMeasurement of important tribocorrosion properties of titanium implant and assessment with digital image processing
Emrah Irmak, Enis KörpeDepartment of Electrical and Electronics Engineering, Alanya Alaaddin Keykubat University, Alanya, TurkeyTitanium implants are mechanical systems where tribocorrosion is frequently observed at the interface between the implant and the abutment alloy. In this paper, important parameters in terms of tribocorrosion such as abrasion coefficient, abrasion volume loss and corrosion rate were determined experimentally in a laboratory environment by preparing a sufficient number of samples obtained from the field for this material (Titanium-Ti6Al4V), which is actively used in surgeries. Comprehensive analysis of these mechanical systems in body-like environments contributes to a better understanding of the material loss caused by abrasion and corrosion interactions occurring at the interface between the implant and the abutment alloy. The samples were subjected to dry sliding wear with the pin-on-disc system in accordance with the relevant standards for a certain number of cycles, during which abrasion volume loss and friction coefficient were measured simultaneously. To create an experimental environment closer to real conditions, a small part of the material surfaces interacted with artificial body fluid in accordance with body pH levels and changes in corrosion kinetics were observed. The results of these experiments were examined to evaluate the degree to which titanium is resistant to material loss due to abrasion and corrosion in body implants. Additionally, the morphological features of the abraided and corroded surfaces of Ti6Al4V alloy were analyzed and interpreted using scanning electron microscopy (SEM) and digital image processing techniques.
Keywords: Titanium, Abrasion, Corrosion, Tribocorrosion, Digital Image Processing, Artificial Body FluidMakale Dili: İngilizce