Determination of the titanium corrosion resistance by nitrogenion implantation for applications in electrical engineering

• Autorzy: Praunseis Z.

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2017.06.11

Warianty tytułu

PL

Określanie odporności korozji tytanu poprzez implantacje jonów azotowych w zastosowaniach elektrotechnicznych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Titanium and alloys are often used in modern electrical engineering. The aim of investigation was to optimize the conditions of nitrogenion implantation for commercially pure (CP) titanium and to correlate the implantation parameters with the corrosion resistance. Argon- and oxygenion implantations were carried out to compare the corrosion resistance with nitrogen-ion implantation and to understand whether the increased corrosion associated with the nitrogen-ion implantation is a chemical effect produced by the nitrogen or a microstructure change produced by the ion implantation. A surface analysis using Grazing-Incidence X-ray Diffraction (GIXD) was carried out to further understand the role of nitrogen in the corrosion resistance of titanium in the simulated acid fluid. The results of the present investigation indicated that nitrogen-ion implantation can be used as a viable method for improving the corrosion resistance of titanium.

PL

Tytan I jego stopy są często wykorzystywane w nowoczesnej elektrotechnice. Celem tej pracy jest optymalizacja warunków implantacji jonów azotu na komercyjnie czystym tytanie oraz skorelowanie parametrów implantacji z odpornością na korozję. Przeprowadzono implantacje jonów argonu I tlenu w celu porównania odporności korozyjnej z przypadkiem implantacji jonów azotu i uzyskania zrozumienia czy zwiększenie korozji z implanowanymi jonami azotu wynika z efektu chemicznego azotu czy też ze zmiany mikrostruktury spowodowanej implantacją jonów azotu. Analiza powierzchniowa przeprowadzona metodą GIXD (Grazing-Incidence X-ray Diffraction) pozwoliłą wyjaśnić wpływ azotu w na odporność korozyjną tytanu w symulowanym płynie kwasowym. Wyniki przedstawionych badań pokazują, że implantacja jonów azotu jest użyteczną metodą poprawy odporności korozyjnej tytanu.

Słowa kluczowe

EN

titanium; corrosion; ion implantation; diffraction

PL

tytan; korozja; implantacja jonów; dyfrakcja

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2017
• Tom: R. 93, nr 6
• Strony: 41--45
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Praunseis Z.

• University of Maribor, Faculty of Energy Technology, Hocevarjev trg 1, 8270 Krsko, Slovenia

Bibliografia

• [1] Shapoval, A.A., Mos’pan, D.V. & Dragobetskii, V.V. Ensuring High Performance Characteristics For Explosion-Welded Bimetals // Metallurgist, July 2016, Volume 60, Issue 3, pp 313–317. DOI: 10.1007/S11015-016-0292-9
• [2] Dragobetskii, V.V., Shapoval, A.A., Zagoryanskii, V.G. Development of Elements of Personal Protective Equipment of New Generation on the Basis of Layered Metal Compositions // Steel in Translation, 2015, Vol. 45, Issue 1, © Allerton Press, Inc., pp. 33–37. DOI: 10.3103/S0967091215010064
• [3] Pan J., Thierry D., Leygraf C., Electrochemical impedance spectroscopy study of the passive oxide film on titanium for pace-maker application, Electrochimica Acta, 41(2014), No. 7, 1143-1153
• [4] Shukla AK., Balasubramaniam R., Bhargava S., Properties of passive film formed on CP titanium, Ti-6Al-4V and Ti-13.4Al- 29Nb alloys in simulated acid conditions, Intermetallics, 13 (2005), No. 6, 631-637
• [5] Koike M., Fujii H., In vitro assessment of corrosive properties of titanium as a biomaterial, Journal of Oral Rehabilitation, 2 (2001), No. 1, 34-39
• [6] American Society for Metals Handbook, Corrosion, Materials Park, ASM International, 1993
• [7] Boere G., Influence of fluoride on titanium in an acidic environment measured by polarization resistance technique, Journal of Applied Biomaterials, 6 (1995), No. 4, 283-288
• [8] Schiff N., Grosgogeat B., Lissac M., Dalard F., Influence of fluoride content and pH on the corrosion resistance of titanium and its alloys, Biomaterials, 23 (2002), No. 9, 1995-2002
• [9] Di Schino A., Kenny JM., Effects of the grain size on the corrosion behavior of refined AISI 304 austenitic stainless steels, Journal of Materials Science Letters, 21 (2002), No. 20, 1631-1634
• [10] Balakrishnan A., Lee BC., Kim TN., Corrosion behavior of ultra fine grained titanium in simulated acid fluid for implant application, Trends in Biomaterials and Artificial Organs, 13 (2008), No. 2, 123-127
• [11] Praunseis Z., Sundararajan T.,Toyoda M., Fracture behaviours of fracture toughness testing specimens with metallurgical heterogeneity along crack front, Steel Research, 71 (2008), No. 3, 366-373
• [12] Al-Mayouf AM., Al-Swayih AA., Corrosion behavior of a new titanium alloy for dental implant applications in fluoride media, Materials Chemistry and Physics, 86 (2004), No. 2, 320-329
• [13] Fontana MG., Corrosion Engineering, New York, McGraw-Hill Book, Company, 1986
• [14] Amstutz HC., Campbell P., Kossovsky N., Mechanism and clinical significance of wear debris-inducedosteolysis, Clinical Orthopedics and Related Research, 11 (2002), 276-283
• [15] Black J., Sherk H., Metallosis associated with a stable titanium-alloy femoral component in total hipreplacement, A case report, Journal of Bone and Joint Surgery, 15 (1990), No. 3, 111-129
• [16] Sungern J., Thin Solid Films, 12 (1995), No. 5, 21-24
• [17] Toth L. E., Transition of metal carbides and nitrides, Academic Press, New York, 1997
• [18] Praunseis Z., Sundararajan T., The influence of soft root on fracture behaviours of high strenght low alloyed steel, Materials and Manufacturing Processes,16 (2001), No. 6, 229- 244

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).