Biomateriały tytanowe wytwarzane metodą hybrydową łączącą proces IBSD z obróbką w warunkach wyładowania jarzeniowego

• Autorzy: Sobiecki J. R. , Rajchel B. , Wierzchoń T.

Warianty tytułu

EN

Titanium biomaterials produced by hybrid method joining IBSD process with glow discharge treatment

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono badania mikrostruktury, odporności korozyjnej, odporności na zużycie przez tarcie powłok węglowych wytworzonych metodą IBSD na stopie tytanu Ti-6Al-4V poddanym uprzednio obróbce węgloazotowania w warunkach wyładowania jarzeniowego. Wytworzone warstwy typu Ti(CN) + Ti 2N + αTi(N) charakteryzują się dobrą odpornością na korozję i wysoką odpornością na zużycie przez tarcie, a także dobrą biozgodnością. Wykazano, że metodą IBSD można wytworzyć powłokę węglową na węgloazotowanym stopie tytanu charakteryzującą się drobnokrystaliczną budową, o dobrej przyczepności do podłoża, polepszającą odporność korozyjną i zwiększającą odporność na zużycie przez tarcie stopu Ti-6Al-4V powszechnie stosowanego w medycynie. W skład powłoki wchodzi zarówno faza diamentowa, jak i grafitowa, przy czym ilość tej pierwszej oszacowano na około 40%. Jest to warstwa perspektywiczna do zastosowań medycznych z uwagi na właściwości powłok NCD i warstwy Ti(C, N) + Ti2N + αTi(N).

EN

The paper contains the research of the microstructure, corrosion resistance, wear resistance of carbon coatings produced by IBSD method on the Ti-6Al-4V titanium alloy subjected to the carbonitriding process using the glow discharge conditions. The produced layers Ti(C, N) + Ti 2N + Ti(N) type have good corrosion resistance, high wear resistance and good biocompability. It was revealed that using the IBSD method there is a possibility to obtain carbon coating of nanocrystalline structure on carbonitrided titanium alloy which has good adhesion to the substrate. The coating improves the corrosion resistance and wear resistance of the Ti-6Al-4V titanium alloy commonly used in medicine. The investigation of carbon coating showed that there are two phases: diamond phase (about 40%) and graphite phase (about 60%). Taking into the consider the layer properties of this is a perspective layer for medical applications.

Słowa kluczowe

PL

węgloazotowanie jarzeniowe; biomateriały tytanowe; powłoka węglowa; metoda IBSD

EN

glow discharge carbonitriding; titanium biomaterials; carbon coating; IBSD method

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. 33, nr 4
• Strony: 248--251
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys.

Twórcy

autor

Sobiecki J. R.

• Wydział Inżynierii Materiałowej, Politechnika Warszawska

autor

Rajchel B.

• Instytut Fizyki Jądrowej, PAN Kraków

autor

Wierzchoń T.

• Wydział Inżynierii Materiałowej, Politechnika Warszawska

Bibliografia

• [1] Brunette D. M., Tengvall P. et al.: Titanium in medicine. Spinger Verlag, Berlin, Heidelberg, New York (2001).
• [2] Sennerby W. L., Thompson P., Ericson L. E.: Elary tissue responce to titanium implants insertem in rabbit cortical bone. J. Mater. Sci, Mater. Med. 4 (1993) 4÷8.
• [3] Kobayashi S., Nozaki S., Morisaki H., Fukui S., Masaki S.: Carbon nitride thin film deposited by the reactive ion beam sputtering technique. Thin Solid Films 281-282 (1996) 289÷293.
• [4] Sobiecki J. R., Wierzchoń T., Rudnicki J.: The influence of glow discharge nitriding oxinitriding and carbonitriding on surface modification of Ti-1Al-1Mn titanium alloy. Vacuum 64 (2001) 41÷46.
• [5] Sobiecki J. R., Wierzchoń T.: Structure and properties of plasma carbonitrided Ti6Al2Cr2Mo alloy. Surf. and Coat. Technol. 200 (2006) 4363÷4367.
• [6] Czarnowska E., Wierzchoń T., Maranda A. et al.: Improvement of titanium alloy for biomedical applications by nitriding and carbonitriding processes under glow discharge conditions. Journal of Mat. Sci. Mat. in Med. 11 (2000) 73.
• [7] Mitura S., Mitura A., Niedzielski P., Couvrat P.: Nanocrystalline carbon coatings. Chaos, Solitons & Fractals 10 (12) (1999) 2165÷2176.
• [8] Couvrat P., Denis M., Langer M., Mitura S., Niedzielski P., Marciniak J.: The corrosion testes of amorphous carbon coating deposited by r.f. dense plasma onto steel with different chromium contents. Diamond and Related Materials 4 (11) (1995) 1251÷1254.
• [9] Mitura K., Niedzielski P., Bartosz G., Moll J., Walkowiak B. et. al.: Interactions between carbon coatings and tissue. Surf. and Coat. Technol. 201 (6) (2006) 2117÷2123.