International Journal of Innovative Engineering Applications vol. 6, issue 2 (2022) * Corresponding author. E-mail address: oyigit@firat.edu.tr (O.Yiğit) Received 05 June 2022; Received in revised form 22 August 2022; Accepted 08 October 2022 2587-1943 | © 2022 IJIEA. All rights reserved. Doi: https://doi.org/10.46460/ijiea.1126287 International Journal of Innovative Engineering Applications Journal homepage: https://dergipark.org.tr/ijiea INVESTIGATION OF THE STRUCTURAL AND MECHANICAL PROPERTIES OF TiN, NbN, AND VN COATING DEPOSITION ON THE Co-Cr-Mo ALLOY BY MAGNETRON SPUTTERING Taha Çağrı Şenocak 1 , Oktay Yiğit *2 1 Atatürk Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü, 25070 2 Fırat Üniversitesi, Teknoloji Fakültesi, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü, 23019 Abstract Original scientific paper Co-Cr-Mo alloys have been used in biomedical applications for many years. However, it is important to improve the surface properties of materials due to their harmful properties, such as exposure to tribological and corrosive environments in the body and the release of toxic ions in the body. In this study, TiN-NbN and VN-based biocompatible nitride coating was grown on the Co-Cr-Mo alloy surface using the physical vapor deposition (PVD) magnetron sputtering. The structural and morphological properties of the grown coating were determined by SEM analysis, EDS, and XRD analysis. The corrosion behavior of the coating and substrate was determined by the potentiodynamic polarization test in a 3.5% NaCl solution. Finally, the adhesion strength of the coating to the surface was examined with the scratch test. In the light of the data obtained, it was seen that the coating showed a homogeneous distribution on the surface. The nitride-based coating produced as a result of the corrosion test increased the corrosion resistance approximately 2.5 times. The post-corrosion SEM image of the obtained coating also shows that corrosion damage is significantly prevented. The scratch test results of the coating showed that the critical bond strength value of the coating was approximately 42 mN. No significant increase in friction coefficient and friction force was observed in the tests performed with lower loads. In the light of these data, TiN, NbN, and VN-based coating obtained on the surface of Co-Cr-Mo alloy is a suitable candidate for biomedical applications. Keywords: Co-Cr-Mo, corrosion, magnetron sputtering, Nitride coatings, PVD. MANYETİK ALANDA SIÇRATMA TEKNİĞİYLE Co-Cr-Mo ALAŞIMI YÜZEYİNDE BÜYÜTÜLEN TiN, NbN ve VN KAPLAMASININ, YAPISAL VE MEKANİK ÖZELLİKLERİNİN ARAŞTIRILMASI Özet Orijinal bilimsel makale Co-Cr-Mo alaşımları uzun yıllardan beri biyomedikal uygulamalarda kullanılmaktadır. Ancak malzemelerin vücut içerisinde hem tribolojik, hem de korozif ortamlara maruz kalması ve vücuda zararlı iyon salınımı gibi olumsuz özellikleri sebebiyle yüzey özelliklerinin geliştirilmesi önem arz etmektedir. Bu çalışmada fiziksel buhar biriktirme (PVD) manyetik alanda sıçratma tekniği kullanılarak Co-Cr-Mo alaşımı yüzeyine TiN-NbN ve VN esaslı biyouyumlu nitrür kaplama büyütüldü. Büyütülen kaplamanın yapısal ve morfolojik özellikleri XRD ve SEM analizi ile, kimyasal kompozisyonu EDS analizi ile gerçekleştirildi. Kaplama ve taban malzemenin korozyon davranışı potansiyodinamik polarizasyon testi ile %3,5'lik NaCl çözeltisiyle belirlendi. Son olarak çizilme testi ile kaplamanın yüzeye yapışma (adezyon) mukavemeti incelendi. Elde edilen veriler ışığında kaplamanın yüzeyde homojen bir dağılım gösterdiği görüldü. Korozyon testi sonucunda üretilen nitrür esaslı kaplama korozyon direncini yaklaşık olarak 2,5 kat arttırmıştır. Elde edilen kaplamanın korozyon sonrası SEM görüntüsü de korozyon hasarının önemli oranda engellendiğini göstermektedir. Kaplamanın çizilme testi sonuçları ise kaplamanın kritik yapışma mukavemeti değerinin yaklaşık 42 mN olduğunu göstermiştir. Daha düşük yükler ile yapılan testlerde sürtünme katsayısı ve sürtünme kuvvetinde önemli bir artış gözlemlenmemiştir. Bu veriler doğrultusunda Co-Cr-Mo alaşımı yüzeyinde elde edilen TiN, NbN ve VN esaslı kaplama biyomedikal uygulamalarda kullanılabilecek uygun bir adaydır. Anahtar Kelimeler: Co-Cr-Mo, korozyon, manyetik alanda sıçratma, Nitrür kaplamalar, PVD. 1 Introduction İnsan vücudunda kullanılan metalik implantların birçoğu korozyon ve mekanik yüklerle devamlı olarak karşılaşmakta ve kullanımlarında önemli problemler yaşanılabilmektedir. Bu metalik implantlar, mekanik aşınma ile birlikte vücut sıvıları ile temasa bağlı olarak meydana gelen kaplamaları elde etmektir kimyasal etkilerle birlikte, birleşik bir tahribata maruz kalır. Co-Cr- Mo uzun sürelerden beri biyomedikal alanlarda sıklıkla