Farklı oranlarda silika ilavesinin hidroksiapatit-magnezya ikili kompozitine etkisinin incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada hidroksiapatit (HA) - ağırlıkça %1 magnezya (MgO) ikili kompozitinin sinterlenebilme, mikroyapısal ve mekanik özelliklerine (boyca kısalma, yoğunluk, sertlik ve kırılma tokluğu) farklı oranlarda silika (SiO2; ağırlıkça % 0.25, 0.50 ve 1) ilavesinin etkisi incelendi. Saf HA’ in kırılma tokluğu haricinde tüm özelliklerinin artan sinterleme sıcaklığı ile arttığı (boyca kısalmasının %13.53’ ten %18.20’ ye, yoğunluğunun 2.31 g/cm’ den 3.06 g/cm’ e, sertliğinin ise 1.51 GPa’ dan 4.87 GPa’ a), kırılma tokluğundaki azalmanın (0.96’ dan 0.71 MPam1/2) ise HA’ in dekompoze olması ve aşırı tane büyümesinden kaynaklandığı belirlendi. %1 MgO ilaveli HA’ in, saf HA’ e oranla tüm sinterleme sıcaklıkları için daha iyi özelliklere (en yüksek boyca kısalmasının %18.45, yoğunluğun 3.064 g/cm, sertliğin 5.03 GPa ve kırılma tokluğunun 1.47 MPam1/2) sahip olduğu belirlendi. HA-1MgO ikili kompozitine ağırlıkça % 0.5 oranında SiO2 ilavesinin, diğer oranlardaki SiO2’ lere oranla daha optimum özelliklere sahip olduğu (En yüksek boyca kısalmasının %19.58, yoğunluğun 2.97 g/cm, sertliğin 4.28 GPa ve kırılma tokluğunun 1.78 MPam1/2), bunun ise ortalama tane boyutu değerlerinin daha az ve içerdiği fazlardan kaynaklandığı belirlendi.

In this study, the effects of silica (SiO2; wt. 0.25 - 0.50 - 1 %) in different proportions of the sinterability, microstructural and mechanical properties (shortening, density, hardness and fracture toughness) of hydroxyapatites (HA) – wt. 1% of magnesia (MgO) dual composites were examined. All properties of pure HA increased with increasing sintering temperature (shortening from %13.53 to %18.20, density from 2.31 g/cm to 3.06 g/cm, hardness from 1.51 GPa to 4.87 GPa) except fracture toughness. The only mechanical propery of HA was affected in a negative way which is fracture toughness (from 0.96 MPam1/2 to 0.71 MPam1/2 ). Decreasing of fracture toughnes was determined to be due to decomposition of HA and exaggerated grain growth. The wt. 1% MgO – HA composite has been determined to have better microstructural and mechanical properties (shortening: %18.45, density: 3.064 g/cm, hardness: 5.03 GPa, fracture toughness: 1.47 MPam1/2) for all sintering temperatures than pure HA. Addition wt. 5% SiO2 to HA – 1MgO composites has more optimal properties than SiO2 in other different ratios. It is observed that caused by phases which contain and the average grain size values were less when comparing with the others.