316L-HAp composites synthesized by spark plasma sintering method (SPS)

• Autorzy: Garbiec D. , Gierzyńska-Dolna M.

Warianty tytułu

PL

Kompozyty 316L-HAp wytwarzane metodą iskrowego spiekania plazmowego (SPS)

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This article presents the results of studies concerning the production technology and properties of 316L-HAp composite materials sintered at temperatures of 1000 and 1100°C with compaction pressures of 5, 25, and 50 MPa. The spark plasma sintering method (SPS) was applied for the purpose of producing these materials. 316L-HAp composites characterized by densities ranging from 5.45 to 6.01 g/cm3 were the final products of the applied process. The results of absolute porosity measurements are discussed. It is shown that as sintering temperature and compaction pressure increase, so does the sinter's apparent density and compression strength, although an Rc value that is lower by 8% is observed for sinters produced at a temperature of 1100°C compared to those produced at a temperature of 1000°C. Hardness decreases as sintering temperature increases and reaches the highest values in sinters produced with a compaction pressure equal to 25 MPa.

PL

Przedstawiono wyniki badań dotyczących technologii wytwarzania i własności materiałów kompozytowych 316L-HAp spiekanych w temperaturze 1000 i 1100°C przy ciśnieniu prasowania 5, 25 i 50 MPa. Do ich wytworzenia zastosowano metodę iskrowego spiekania plazmowego (SPS). Produktem końcowym zastosowanego procesu były kompozyty 316L-HAp charakteryzujące się gęstością wynoszącą od 5,45 do 6,01 g/cm3. Omówiono wyniki pomiarów porowatości całkowitej. Wykazano, iż wraz ze wzrostem temperatury spiekania i ciśnienia prasowania wzrasta jego gęstość pozorna oraz wytrzymałość na ściskanie, przy czym w przypadku kompozytów spiekanych w temperaturze 1100°C obserwuje się mniejszą o 8% wartość Rc niż dla spieków wytworzonych w temperaturze 1000°C. Twardość zmniejsza się wraz ze wzrostem temperatury spiekania, przyjmując największe wartości dla spieków wytworzonych przy ciśnieniu prasowania wynoszącym 25 MPa.

Słowa kluczowe

EN

spark plasma sintering; composite material; 316L-HAp composite

PL

iskrowe spiekanie plazmowe; materiał kompozytowy; kompozyt 316L-HAp

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Materiałów Kompozytowych
• Czasopismo: Composites Theory and Practice
• Rocznik: 2014
• Tom: R. 14, nr 1
• Strony: 29--32
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Garbiec D.

• Metal Forming Institute, ul. Jana Pawla II 14, 61-139 Poznan, Poland

autor

Gierzyńska-Dolna M.

Bibliografia

• [1] Jurczyk M., Jakubowicz J., Bionanomateriały, Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, Poznań 2008.
• [2] Marciniak J., Biomateriały w chirurgii kostnej, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 1992.
• [3] Dobrzański L.A., Niemetalowe materiały inżynierskie, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2008.
• [4] Gierzyńska-Dolna M., Biotribologia, Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa 2002.
• [5] Ryan G., Pandit A., Panagiotis Apatsidis D., Fabrication methods of porous metals for use in orthopaedic applications, Biomaterials 2006, 13, 2651-2670.
• [6] Younesi M., Bahrololoom M.E., Ahmadzadeh M., Prediction of wear behaviors of nickel free stainless steel-hydroxyapatite bio-composites using artificial neural network, Computational Materials Science 2010, 3, 645-654.
• [7] Fan X., Chen J., Zou J., Wan Q., Zhou Z., Ruan J., Bonelike apatite formation on HA/316L Stainless steel composite surface in simulated body fluid, Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2009, 19, 347-352.
• [8] Szewczyk-Nykiel A., Kazior J., Nykiel M., Charakterystyka biomateriałow kompozytowych typu AISI 316L - hydroksyapatyt, Czasopismo Techniczne Mechanika 2009, 6, 39-44.
• [9] Hao L., Dadbakhsh S., Seaman O., Felstead M., Selective laser melting of stainless steel and hydroxyapatite composite for load-bearing implant development, Journal of Materials Processing Technology 2009, 17, 5793-5801.
• [10] Tuliński M., Jurczyk M., Nanostructured nickel-free austenitic stainless steel composites with different content of hydroxyapatite, Applied Surface Science 2012, 260, 80-83.
• [11] Dudek A, Przerada I., Kompozyty metaliczno-ceramiczne do zastosowań w medycynie, Materiały Ceramiczne/Ceramic Materials 2010, 1, 20-23.
• [12] Dudek A., Włodarczyk R., Odporność korozyjna kompozytow 316L+HAp, Composites (Kompozyty) 2010, 4, 312-316.
• [13] Garbiec D., Rybak T., Heyduk F., Janczak M., Nowoczesne urządzenie do iskrowego spiekania plazmowego proszkow SPS HP D 25 w Instytucie Obrobki Plastycznej, Obrobka Plastyczna Metali 2011, 3, 221-225.
• [14] Garbiec D., Heyduk F., Spiekanie tytanu i hydroksyapatytu metodą iskrowego spiekania plazmowego, Hutnik - Wiadomości Hutnicze 2012, 8, 569-574.
• [15] Garbiec D., Heyduk F., Wiśniewski T., Wpływ temperatury spiekania na gęstość, mikrostrukturę i właściwości wytrzymałościowe stopu Ti6Al4V wytwarzanego metodą iskrowego spiekania plazmowego (SPS), Obrobka Plastyczna Metali 2012, 4, 265-275.