search query: @supervisor Holappa, Lauri / total: 150
reference: 18 / 150
« previous | next »
Author:Harju, Aarne
Title:Study of Titanium Alloys for Biomaterial Use
Tutkimus biomateriaalikäyttöön soveltuvista titaaniseoksista
Publication type:Master's thesis
Publication year:2004
Pages:63+5      Language:   eng
Department/School:Materiaali- ja kalliotekniikan osasto
Main subject:Metallurgia   (Mak-37)
Supervisor:Holappa, Lauri
Instructor:Narushima, Takayuki
OEVS:
Electronic archive copy is available via Aalto Thesis Database.
Instructions

Reading digital theses in the closed network of the Aalto University Harald Herlin Learning Centre

In the closed network of Learning Centre you can read digital and digitized theses not available in the open network.

The Learning Centre contact details and opening hours: https://learningcentre.aalto.fi/en/harald-herlin-learning-centre/

You can read theses on the Learning Centre customer computers, which are available on all floors.

Logging on to the customer computers

  • Aalto University staff members log on to the customer computer using the Aalto username and password.
  • Other customers log on using a shared username and password.

Opening a thesis

  • On the desktop of the customer computers, you will find an icon titled:

    Aalto Thesis Database

  • Click on the icon to search for and open the thesis you are looking for from Aaltodoc database. You can find the thesis file by clicking the link on the OEV or OEVS field.

Reading the thesis

  • You can either print the thesis or read it on the customer computer screen.
  • You cannot save the thesis file on a flash drive or email it.
  • You cannot copy text or images from the file.
  • You cannot edit the file.

Printing the thesis

  • You can print the thesis for your personal study or research use.
  • Aalto University students and staff members may print black-and-white prints on the PrintingPoint devices when using the computer with personal Aalto username and password. Color printing is possible using the printer u90203-psc3, which is located near the customer service. Color printing is subject to a charge to Aalto University students and staff members.
  • Other customers can use the printer u90203-psc3. All printing is subject to a charge to non-University members.
Location:P1 Ark TKK  79   | Archive
Keywords:titanium
alloy
pin-on-disc
wear
debris
elution
CO
titaani
titaaniseos
CO
eluutio
partikkeli
hankaus
Abstract (eng): The purpose of this thesis was first to get experience in the synthesis of beta-type titanium alloys by vacuum arc melting.
The second goal was to conduct pin-on-disc -experiments for the synthesized alloys and compare their wear resistance properties to commercially pure titanium and to the alpha + beta -alloys Ti-6Al-4V and Ti-6Al-7Nb.
Last, the hardening effects of different amounts of added silicon and CO-treatment were studied.

In the theoretical part, titanium's use as a biomaterial is reviewed and its alloying is discussed.
The carbide and oxide formation during the CO-treatment was also studied using FactSage and HSC.
In the experimental part, three Ti-14Mo-3Nb-1.5Zr -alloys, as well as three similar alloys with different amounts of added silicon (0.05%, 0.1 % and 0.2%) were made, after which their abrasive properties, wear debris size and ion elution into 1 mass-% lactic acid were studied.

The mass loss seemed to increase linearly when increasing the contact stress and it was clearly higher with the {j-titanium alloys than with commercially pure titanium or with the alpha + beta -alloys.
The added amount of silicon proved to be too little to reliably measure its role in hardening of the alloys.
The size of the beta-alloy's wear debris was much greater than that of commercially pure titanium's, but could not be accurately measured because of the great deviation in the debris size.
CO-treatment increased the alloys' Vickers hardness notably and seemed to improve the wear resistance.
Ion elution of the metal constituents was also detected after the wear testing.
Abstract (fin): Työn ensimmäinen tavoite oli saada kokemusta beeta-tyypin titaaniseosten valokaariuunisynteesistä.
Toinen päämäärä oli tehdä valokaariuunissa valmistetuille titaaniseoksille pin-on-disc -tyypin hankauskokeita ja verrata seosten hankausominaisuuksia sekä seostamattoman titaanin alfa + beeta -tyypin seosten Ti-6Al-4V ja Ti-6Al-7Nb vastaaviin.
Lisäksi tutkittiin vielä piin lisäämisen sekä hiilimonoksidikäsittelyn vaikutusta titaaniseosten kovuuteen ja hankausominaisuuksiin, Teoriaosassa käydään ensin läpi titaanin käyttö biomateriaalina, jonka jälkeen keskitytään sen seostamiseen.
Hiilimonoksidikäsittelyn aikana tapahtuvaa oksidien ja karbidien muodostusta tutkitaan FactSagen sekä HSC:n avulla.
Työn kokeellisessa osassa valmistettiin kolme Ti-14Mo-3Nb-1.5Zr -seoskappaletta, kuten myös kolme muuten samanlaista kappaletta, mutta joihin oli lisätty eri määriä piitä (0.05 %, 0.1 % ja 0.2 %).
Valmistuksen jälkeen tutkittiin niiden hankausominaisuuksia, hankauksen seurauksena syntyneiden partikkelien kokoa sekä metalli-ionien liukenemista yksiprosenttiseen maitohappoliuokseen.

Hankauskokeissa syntynyt massahävikki kasvoi lineaarisesti pin-on-disc -kokeen jousivoimaa kasvatettaessa ja oli selkeästi suurempaa beeta-titaaniseoksilla kuin seostamattomalla titaanilla tai vertailussa olleilla alfa + beeta -titaaniseoksilla.
Lisätyn piin määrä osoittautui liian pieneksi, jotta sen merkitystä olisi voitu havaita käytettävissä olevilla laitteilla.
Beeta-titaaniseosten hankauskokeissa syntyi selkeästi suurempia kulumahiukkasia kuin seostamattoman titaanin, mutta niiden keskimääräistä kokoa ei pystytty mittaamaan hiukkasten hyvin suuren kokojakauman vuoksi.
Hiilimonoksidikäsittely kasvatti seosten Vickers-kovuutta selkeästi ja vaikutti positiivisesti kulumiskestävyyteen.
Myös metallien liukenemista yksiprosenttiseen maitohappoliuokseen todettiin tapahtuvan.
ED:2005-03-04
INSSI record number: 28129
+ add basket
« previous | next »
INSSI