Organik hidroksiapatit tozlarının sinterlenmesi ve karakterizasyonu

Abstract

Ca10(PO4)6(OH)2 kimyasal formülüne sahip hidroksiapatit kemik ve dişin mineral bileşimine çok benzer olması nedeniyle biyolojik olarak en uyumlu malzemelerdendir. Bu çalışmada kullanılan hidroksiapatit, büyükbaş hayvan kemiğinin 850°C?de 4 saat süre ile kalsinasyonu sonucu elde edilmiştir ve bovine hidroksiapatit(BHA) diye adlandırılmıştır. Elde edilen tozlar elek analizi sonucu (-180+150µm), (-200+180µm), (-250+200µm) tane boyutlarında olmak üzere ayrılmıştır. Bu tozlar karıştırılarak 24 saat boyunca bilyalı değirmende öğütülmüştür. Kalsinasyon sonucu elde edilen tozun JCPDS 09-432 numaralı hidroksiapatit ile uyuştuğu XRD yardımı ile anlaşılmıştır. Numuneler soğuk izostatik pres kullanılarak ISO BS 13779 standardına göre silindirik formda üretilmiştir. 1000°C,1100°C,1200°C ve 1300°C sıcaklık değerlerinde 4 saat boyunca sinterlenmiştir. Numunelerin mikroyapı analizleri taramalı elektron mikroskobu ve faz analizleri ise XRD ile gerçekleştirilmiştir. Sıcaklık artışı ile beraber her numunede ana faz olarak JCPDS numarası 09-432 olan hidroksiapatit fazı ve JCPDS numaraları sırasıyla 47-0262, 50-1758 olan Na3Mg0.95Ca0.05H(PO4)2.0.2H2O ve Na2Ca(HPO4)2 fazlarına rastlanırken 1300°C?de ß-TCP fazının da oluştuğu belirlenmiştir. Sinterlenen numunelerin mekanik özelliklerinin karakterizasyonu için ise yoğunluk, vickers mikrosertlik ve basma mukavemeti değerleri incelenmiştir. En düşük relatif yoğunluk değeri %78 ve en yüksek yoğunluk değeri %95?tir. En düşük mikrosertlik değeri 81 HV iken en yüksek sertlik değeri 494 HV?dir. En yüksek basma mukavemeti değeri olan 60 MPa?ya 1200°C?de ulaşılmış ve 1300°C?de ciddi bir şekilde düşüş göstererek 32 MPa?ya kadar düşmüştür. Yaş kimyasal analiz yöntemi ile hayvan kemiğinden elde edilen hidroksiapatitin içerisindeki elementlerin miktarları belirlenmiştir.