Structure of TiN/Hydroxyapatite Multilayers Deposited on Surface of NiTi Shape Memory Alloy

• Autorzy: Dudek K. , Goryczka T. , Wierzchoń T. , Lelątko J.

Identyfikatory

DOI

10.1515/amm-2015-0304

Warianty tytułu

PL

Struktura warstw TiN/hydroksyapatyt wytworzonych na powierzchni stopów NiTi wykazujących efekt pamięci kształtu

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In order to improve a corrosion resistance and biocompatibility of NiTi shape memory alloys, the surface of the NiTi alloy was covered by protective layers. The paper presents results of the layers composed of titanium nitride and hydroxyapatite (HAp). The TiN layers were deposited using the glow discharge technique and then the bioactive hydroxyapatite layer was formed from simulated body fluids solution. The results of the structure studies and microscopic observations confirmed that on the surface of the NiTi alloy a thin titanium nitride layer 35-50 nm thick (depending on the glow discharge technique parameters) was obtained. The structure of the deposited layers was studied by means of the X-ray diffraction technique. Also, mechanical parameters of obtained layers were characterized using nanoindentation. On the top of the titanium nitride, a layer consisted of hydroxyapatite and NaCl was formed. Applied parameters of deposition process did not lead to decomposition of the NiTi parent phase (B2) to the equilibrium ones.

PL

W celu poprawy właściwości korozyjnych, biokompatybilności oraz biofunkcjonalności stopów NiTi wykazujących efekt pamięci kształtu, stosuje się różne metody modyfikacji ich powierzchni. W prezentowanej pracy przedstawiono wyniki badań warstw powierzchniowych złożonych z azotków tytanu oraz hydroksyapatytu. Warstwy TiN zostały wytworzone przy użyciu metody jarzeniowej, a następnie na ich powierzchni został osadzony hydroksyapatyt z roztworu SBF. Wyniki przeprowadzonych badań strukturalnych oraz obserwacji mikroskopowych potwierdziły, że na powierzchni stopu NiTi wytworzyła się cienka warstwa azotku tytanu o grubości 35-50 nm (w zależności od zastosowanych parametrów procesu jarzeniowego). Z kolei na powierzchni warstwy azotowanej powstała warstwa składająca się z hydroksyapatytu oraz NaCl. Zastosowane parametry wytwarzania warstw nie doprowadziły do rozkładu fazy macierzystej stopu NiTi (B2) na fazy równowagowe. Fakt ten jest niezwykle istotny z uwagi na wystąpienie odwracalnej przemiany martenzytycznej oraz zjawiska pamięci kształtu.

Słowa kluczowe

EN

NiTi; surface modification; glow discharge technique; TiN; hydroxyapatite

PL

NiTi; modyfikacja powierzchni; metoda jarzeniowa; TiN; hydroksyapatyt

• 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. 3A
• Strony: 1777--1781
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Dudek K.

• University of Silesia, Institute of Materials Science, , 1A 75 Pułku Piechoty, 41-500 Chorzów, Poland

autor

Goryczka T.

• University of Silesia, Institute of Materials Science, , 1A 75 Pułku Piechoty, 41-500 Chorzów, Poland

autor

Wierzchoń T.

• Warsaw University of Technology, Faculty of Materials Science and Engineering, 141 Wołowska Str., 02-507 Warszawa, Poland

autor

Lelątko J.

• University of Silesia, Institute of Materials Science, , 1A 75 Pułku Piechoty, 41-500 Chorzów, Poland

Bibliografia

• [1] T. Yoneyama, S. Miyazaki: Shape memory alloys for biomedical applications. Woodhead Publishing Limited, Cambridge (2009).
• [2] L. G. Machado, M. A. Savi, Braz. J. Med. Biol. Res. 36, 683-691 (2003).
• [3] S. Shabalovskaya, J. Anderegg, J. Van Humbeeck, Acta Biomater. 4, 447–467 (2007).
• [4] F. Sun, K. Sask, J. L. Brash, I. Zhitomirsky, Colloid Surface B 67, 132-139 (2008).
• [5] X. Liu, P. K. Chu, C. Din, Mater. Sci. 47, 49–121 (2004).
• [6] K. Dudek, B. Szaraniec, J. Lelątko, T. Goryczka, Sol. St. Phen. 203-204, 90-93 (2013)
• [7] S. V. Dorozhkin, Calcium Orthophosphates in Nature, Biology and Medicine. Materials 2, 399-498 (2009).
• [8] Z. D. Cui, H. C. Mana, X. J. Yang, Surf. Coat. Tech. 192, 347–353 (2005).
• [9] A. Dudek, Arch. Metall. Mater. 56, 1, 135-140 (2011).

Uwagi

EN

The studies were financially supported from the project N N507 230540 funded by The National Science Centre (NCN)