Investigation of the Effect of Sintering Additive on the Microstructure and the Antibacterial Behavior of Reaction Bonded Silicon Nitride Ceramics
[ X ]
Date
2021
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Kırıkkale Üniversitesi
Access Rights
info:eu-repo/semantics/openAccess
Abstract
Silicon nitride (Si3N4) is a superior non-oxide ceramic material generally preferred for high temperature and structural applications. Besides being a very hard material, it is also possible to achieve relatively high toughness values among the ceramic materials by the formation of elongated beta () grains. In addition to these properties, by the understanding of its biocompatibility, the studies to increase the application potential of these materials as bio ceramics is also increased in the last decade. In this study, production of porous Si3N4 ceramics which is advantageous by means of the integration of these materials with the surrounding biological tissue was aimed using reaction bonding technique. The effect of CaO, Y2O3 ve CeO2 sintering additives on the physical and microstructural properties and as a result of these two facts, the antibacterial behavior was investigated. Obtained results revealed that CeO2 is a disadvantageous and Y2O3 is an advantageous sintering additive for both the E. coli and S. aureus bacteria. CaO system is resulted in decreased bacterial poliferation for E. coli and increased poliferation for S. aureus.
Silisyum Nitrür (Si3N4) genellikle yüksek sıcaklık ve yapısal uygulamalarda tercih edilen, üstün özellikli bir oksit dışı seramiktir. Çok sert bir malzeme olmasının yanı sıra, çubuksu beta () tanelerin gelişimi ile seramik malzemeler içinde yüksek kabul edilebilecek tokluk değerleri elde etmek mümkün olabilmektedir. Bu özelliklerine ilave olarak biyo uyumluluğunun da anlaşılması ile birlikte özellikle, bu malzemenin biyoseramik olarak kullanım potansiyelini arttırmak amacıyla son on yılda yapılan çalışmaların sayısı da artmıştır. Bu çalışmada da reaksiyon bağlama tekniği ile, çevre biyolojik dokularla entegrasyon açısından avantajlı olan gözenekli Si3N4 seramiklerinin üretilmesi amaçlanmıştır. Sinterleme ilavesi olarak sisteme yapılan CaO, Y2O3 ve CeO2 katkılarının, elde edilen Si3N4 seramiklerin fiziksel ve mikroyapısal özelliklerine ve bunların sonucu olarak antibakteriyel davranışlarına etkileri incelenmiştir. Elde edilen sonuçlar CeO2’in hem E. coli hem de S. aureus açısından dezavantajlı bir sinterleme ilavesi olduğunu, Y2O3’in ise en avantajlı ilave olduğunu görülmüştür. CaO ilavesi yapılan sistem ise E. coli için düşük, S. aureus için yüksek oranda bakteri üremesi ile sonuçlanmıştır.
Silisyum Nitrür (Si3N4) genellikle yüksek sıcaklık ve yapısal uygulamalarda tercih edilen, üstün özellikli bir oksit dışı seramiktir. Çok sert bir malzeme olmasının yanı sıra, çubuksu beta () tanelerin gelişimi ile seramik malzemeler içinde yüksek kabul edilebilecek tokluk değerleri elde etmek mümkün olabilmektedir. Bu özelliklerine ilave olarak biyo uyumluluğunun da anlaşılması ile birlikte özellikle, bu malzemenin biyoseramik olarak kullanım potansiyelini arttırmak amacıyla son on yılda yapılan çalışmaların sayısı da artmıştır. Bu çalışmada da reaksiyon bağlama tekniği ile, çevre biyolojik dokularla entegrasyon açısından avantajlı olan gözenekli Si3N4 seramiklerinin üretilmesi amaçlanmıştır. Sinterleme ilavesi olarak sisteme yapılan CaO, Y2O3 ve CeO2 katkılarının, elde edilen Si3N4 seramiklerin fiziksel ve mikroyapısal özelliklerine ve bunların sonucu olarak antibakteriyel davranışlarına etkileri incelenmiştir. Elde edilen sonuçlar CeO2’in hem E. coli hem de S. aureus açısından dezavantajlı bir sinterleme ilavesi olduğunu, Y2O3’in ise en avantajlı ilave olduğunu görülmüştür. CaO ilavesi yapılan sistem ise E. coli için düşük, S. aureus için yüksek oranda bakteri üremesi ile sonuçlanmıştır.
Description
Keywords
Si3N4, Reaction bonding, Sintering additive, Antibacterial property, Si3N4, Reaksiyon bağlama, Sinterleme ilavesi, Antibakteriyel özellik, Materials Engineering (Other)
Journal or Series
Uluslararası Mühendislik Araştırma ve Geliştirme Dergisi
WoS Q Value
Scopus Q Value
Volume
1
Issue
2-375
