Influence of Surface Modification on Properties of Stainless Steel Used for Implants

• Autorzy: Basiaga M. , Jendruś R. , Walke W. , Paszenda Z. , Kaczmarek M. , Popczyk M.

Identyfikatory

DOI

10.1515/amm-2015-0473

Warianty tytułu

PL

Wpływ modyfikacji powierzchni na właściwości stali nierdzewnej stosowanej na implanty

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The aim of the study was assessment of the influence of stainless steel 316 LVM surface modification on its functional properties. The analyzed steel undergone a surface treatment consisting of the following processes: mechanical polishing, chemical passivation and deposition of Al₂O₃ layers by Atomic Layer Deposition method. The proposed variant of surface treatment will undoubtedly contribute to improving the functional properties of stainless steel intended for implants. In order to assess functional properties of the steel, electrochemical studies, adhesion (scratch test), wetting angle tests and topography of surface (AFM method) were performed. The obtained results of the study showed clearly that the proposed by the authors way of surface treatment including: mechanical polishing, chemical passivation and deposition of Al₂O₃ layer by means of the ALD method effectively improves the corrosion resistance of stainless steel.

PL

Celem pracy była ocena wpływu modyfikacji powierzchni stali nierdzewnej 316 LVM na jej właściwości funkcjonalne. Obróbka powierzchni składała się z następujących procesów: polerowanie mechaniczne, chemiczna pasywacja i naniesienie warstw Al₂O₃ metodą ALD (Atomic Layer Deposition). Zaroponowany wariant obróbki powierzchni niewątpliwie przyczyni się do poprawy właściwości funkcjonalnych stali przeznaczonej na implanty. W celu oceny właściwości funkcjonalnych stali przeprowadzono badania elektrochemiczne, badania adhezji warstw (scratch test), oraz badania zwilżalności (kąt zwilżania i badania topografii powierzchni metodą AFM). Uzyskane wyniki badań wykazały wyraźnie, że zaproponowany przez autorów sposób obróbki powierzchni, w tym: polerowanie mechaniczne, pasywacja chemiczna i naniesienie warstw Al₂O₃ metodą ALD skutecznie poprawia odporność na korozję stali nierdzewnej.

Słowa kluczowe

EN

ALD method; pitting corrosion; scratch test; wettability; AFM

PL

metoda ALD; adhezja warstw; korozja; zwilżalność; AFM

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 60, iss. 4
• Strony: 2965--2970
• Opis fizyczny: Bibliogr. 25 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Basiaga M.

• Silesian University of Technology, Faculty of Biomedical Engineering, 40 Roosevelta Str., 41-800 Zabrze, Poland

autor

Jendruś R.

• Silesian University of Technology, Faculty of Mining and Geology, 2 Akademicka Str., 44-100 Gliwice, Poland

autor

Walke W.

• Silesian University of Technology, Faculty of Biomedical Engineering, 40 Roosevelta Str., 41-800 Zabrze, Poland

autor

Paszenda Z.

• Silesian University of Technology, Faculty of Biomedical Engineering, 40 Roosevelta Str., 41-800 Zabrze, Poland

autor

Kaczmarek M.

• Silesian University of Technology, Faculty of Biomedical Engineering, 40 Roosevelta Str., 41-800 Zabrze, Poland

autor

Popczyk M.

• Silesian University of Technology, Faculty of Mining and Geology, 2 Akademicka Str., 44-100 Gliwice, Poland

Bibliografia

• [1] J. Marciniak, Biomaterials, Silesian University of Technology, Gliwice 2002.
• [2] A. S. Hamdy, D. P. Butt, A.A. Ismail, Electrochim. Acta 52 3310 (2007).
• [3] Z. P. Yao, Z. H. Jiang, F. P. Wang, Electrochim. Acta 52 4539 (2007).
• [4] T. Lampke, A. Leopold, D. Dietrich, G. Alisch, B. Wielage, Surf. Coat.Technol. 201 3510 (2006).
• [5] G. Gusmano, G.Montesperelli,M. Rapone,G. Padeletti, A.Cusma, S.Kaciulis, A. Mezzi, R. Maggio, Surf. Coat. Technol. 201, 5822 (2007).
• [6] H. Y. Liu, L. Gao, J. Am. Ceram. Soc. 88, 1020 (2005).
• [7] I. M. Kusoglu, E. Celik, H. Cetinel, I. Ozdemir, O. Demirkurt, K. Onel, Surf. Coat. Technol. 200, 1173 (2005).
• [8] M. Miyauchi, A. Nakajima, K. Hashimoto, T. Watanabe, Adv. Mater. 12, 1923 (2000).
• [9] J. Szewczenko, J. Jaglarz, M. Basiaga, J. Kurzyk, Z. Paszenda Opt. Appl. 43, 1, 173-180 (2013).
• [10] D. R. Yan, J. N. He, X. Z. Li, Y. Liu, J. X. Zhang, H. L. Ding, Surf. Coat. Technol. 141 1 (2001).
• [11] F. T. Cheng, P. Shi, H.C. Man, Scr. Mater. 51, 1041 (2004).
• [12] M. Basiaga, Z. Paszenda, W. Walke, P. Karasiński, J. Marciniak. Information Technologies in Biomedicine. Advances in Intelligent Systems and Computing 284, 411-420, Springer (2014).
• [13] M. Basiaga, W. Walke, Z. Paszenda, P. Karasiński, J. Szewczenko. Biomatter 4, 1, (2014).
• [14] W. Walke, Z. Paszenda, M. Basiaga, P. Karasiński, M. Kaczmarek. Information Technologies in Biomedicine. Advances in Intelligent Systems and Computing 284, 403-410, Springer (2014)
• [15] J. Szewczenko, J. Jaglarz, M. Basiaga, J. Kurzyk, E. Skoczek, Z. Paszenda Electrical Review 88, 228 (2012).
• [16] W. Kajzer, A. Kajzer: Electrical Review 12, 275 (2013).
• [17] J. Marciniak, J. Szewczenko, W. Walke, M. Basiaga, M Kiel, I Mańka. Information Technologies in Biomedicine, Springer ASC 47, (2008) 529-536
• [18] R. Matero, M. Ritala, M. Leskelä, T. Salo, J. Aromaa, O. Forsén, J. Phys. IV France 09 493 (1999).
• [19] C.X. Shan, X. Hou, K.L. Choy, Surf. Coat. Technol. 202, 2399 (2008).
• [20] E. Marin, A. Lanzutti, L. Guzman, L. Fedrizzi, J. Coat. Technol. Res. 1 (2011) .
• [21] L. Blacha, G. Siwiec, B. Oleksiak, Metalurgija 52, 301 (2013).
• [22] L. Blacha, Archives of Metallurgy and Materials 50, 989 (2005).
• [23] M. Otto, M. Kroll, T. Ksebier, R. Salzer, R.B Wehrspohn, Energy Procedia 27 361 (2012).
• [24] M. Cote, Ch. Doillon, Biomaterials 13, 612 (1992).
• [25] M. Karłowska, Dental Prosthetics 2 135 (2005).

Uwagi

PL

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