Nanostrukturalna warstwa tlenkowa otrzymywana metodą anodowania na tytanie i jego stopie z niobem

• Autorzy: Krasicka-Cydzik E. , Głazowska I. , Kaczmarek A. , Klekiel T. , Kowalski K.

Warianty tytułu

EN

Nanostructural oxide layer formed by anodizing on titanium and its implant alloy with niobium

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono rezultaty zastosowania metody utleniania elektrochemicznego do formowania warstwy nanorurek na tytanie i jego implantowym stopie z niobem Ti6Al7Nb. Celem prowadzonych badań było porównanie efektów anodowania 2 materiałów implantowych, o zróżnicowanym składzie chemicznym i fazowym, a zwłaszcza stwierdzenie, czy metoda ta pozwala na wprowadzenie fosforanów do nanorurkowej warstwy wierzchniej dla stymulacji osteointegracji. Anodowanie prowadzono w 1M roztworze kwasu fosforowego z dodatkiem 0,4%wt. kwasu fluorowodorowego. Porównanie właściwości warstw nanostrukturalnych na tytanie i jego stopie z niobem oparto na analizie obrazów otrzymanych metodą mikroskopii skaningowej SEM oraz mikroanalizie EDS, a także rezultatach rentgenowskiej analizy spektroskopowej XPS. Podobieństwo i różnice właściwości chemicznych pomiędzy tytanem a niobem znalazło potwierdzenie w morfologii i składzie chemicznym nanorurek powstałych na ich powierzchni, składających się z tlenku tytanu i tlenków metali stopowych tworzących Ti6Al7Nb.

EN

In this work the results of studies on the use of electrochemical oxidation method to form layer of nanotubes on titanium and its Ti6Al7Nb alloy are presented. The aim of the studies was to compare the effect of anodising of 2 implant materials of different chemical and phase composition, and to confirm whether the anodising method allows to introduce phosphates into the nanotubes in order to enhance the osteointegration. Anodising wasperformed in 1M H3PO4solution with the addition of 0.4%wt of HF. The comparison of nanotube layers properties was based on the analysis of SEM images and EDS results, as well as on the results of the XPS examination. The similarities and differences between chemical properties of titanium and niobium were confirmed in morphology and chemical composition of nanotubes made of titania and oxides of alloying elements of Ti6Al7Nb.

Słowa kluczowe

PL

stopy tytanu; utlenianie elektrochemiczne; nanorurki

EN

titanium alloys; electrochemical oxidation; nanotubes

• Wydawca: Polish Society for Biomaterials in Cracow
• Czasopismo: Engineering of Biomaterials
• Rocznik: 2009
• Tom: Vol. 12, no. 89-91
• Strony: 105--108
• Opis fizyczny: Bibliogr. 24 poz., tab., zdj.

Twórcy

autor

Krasicka-Cydzik E.

• Uniwersytet Zielonogórski, Wydział Mechaniczny, ul. Licealna 9, 65-417 Zielona Góra

autor

Głazowska I.

• Uniwersytet Zielonogórski, Wydział Mechaniczny, ul. Licealna 9, 65-417 Zielona Góra

autor

Kaczmarek A.

• Uniwersytet Zielonogórski, Wydział Mechaniczny, ul. Licealna 9, 65-417 Zielona Góra

autor

Klekiel T.

• Uniwersytet Zielonogórski, Wydział Mechaniczny, ul. Licealna 9, 65-417 Zielona Góra

autor

Kowalski K.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej, Katedra Inżynierii Powierzchni i Analiz Materiałów al. Mickiewicza 30, 30-059 Krakow, Poland

Bibliografia

• [1] E. Krasicka-Cydzik. Formowanie cienkich warstw anodowych na tytanie i jego implantowych stopach w środowisku kwasu fosforowego. Monografia. UZ, Zielona Góra 2003.
• [2] M. Textor, C. Sittig, V. Frauchiger, S. Tosatti, D.M. Brunette, in: D.M.Brunette, P. Tengvall, M. Textor, P. Thomsen, Titanium in Medicine, Springer, Berlin, 2001,171–230.
• [3] X. Liu, Paul K. Chu, Chuanxian Ding, Materials Science and Engineering R 47 (2004) 49–121.
• [4] D. Gong, C.A. Grimes, O.K. Varghese, W.C. Hu, R.S. Singh, Z. Chen and E.C. Dickey, Titanium oxide nanotube arrays prepared by anodic oxidation, J. Mater. Res., 2001 (16): 3331-3334.
• [5] E. Krasicka-Cydzik, Elektrochemiczne aspekty kształtowania warstwy anodowej na stopach tytanu, Ochrona przed Korozją, XLII (1999) 48-52.
• [6] H. Habazaki, K. Shimizu, S. Nagata, P. Skeldon, G.E. Thompson and G.C. Wood, Ionic Mobility in Amorphous Titania, J. Electrochem. Soc. 149,(2002) B70.
• [7] C.E.B.Marino, P.A.P.Nascente, S.R.Boaggio, R.C. Rocha-Filcho, N. Bocchi,Thin Solid Films 468(2004) 109.
• [8] G.K. Mor, O. Varghese, M. Paulose, N. Mukherjee, C.A.Grimes, J.Mater.Res. 18 (2003) 2588.
• [9] J. Zhao, X. Wang, R. Chen, L. Li, Solid State Commun. 134 (2005) 705.
• [10] L. Taveira, J. Macak, H. Tsuchiya, L. Dick, P. Schmuki: J. Electrochem. Soc.152 (2005) B405.
• [11] Y. Park, K. Shin, H. Song, Applied Surface Science 253 (2007) 6013–6018.
• [12] X. Chen, M. Schriver, T. Suen: S. Mao, JSMThin Solid Films 515 (2007) 8511–8514.
• [13] D.V. Bavykin, E.V. Milsom, F. Marken, D.H. Kim, D.H. Marsh, D.J. Riley, F.C. Walsh, K.H. El-Abary, A.A.Lapkin, Electrochemistry Communications 7 (2005) 1050–1058.
• [14] E. Krasicka-Cydzik, I. Głazowska, A. Kaczmarek, K. Białas-Heltowski: Wpływ szybkości narastania potencjału na proces anodowego formowania nanorurek TiO2, Inżynieria Biomateriałów 77-80 (2008) 48-51
• [15] E. Krasicka-Cydzik, I.Głazowska, A. Kaczmarek, K. Białas-Heltowski: Wpływ stężenia jonów fluorkowych na wzrost anodowej samoorganizującej się warstwy nanorurek TiO2, Inżynieria Biomateriałów 77-80 (2008) 46-48
• [16] C. Sittig, G. Hahner, A. Marti, M. Textor, N.D. Spencer, R. Hauert: The implant material, Ti6AlNb7 surface microstructure, composition and properties, J.Mat. Sci., Materials in Medicine10 (1999) 191
• [17] I. Metikosz, A. Kowal, J. Piljac, The influence of niobium and vanadium on passivity of titanium-based implants in physiological solution, Biomaterials 24, 21 (2003) 3765
• [18] W.A. Badawy, Electrochemical and Photo-Electrochemical Behaviour of Passivated Niobium Electrodes During Hydrogen Evolution, J.Appl.Electrochem. 20 (19900 139
• [19] S.Y. Yu, J.R. Scully, C.M. Vitus: Influence of niobium and zirconium alloying additions on the anodic dissolutions behaviour of activated titanium in HCl solutions, J.Electrochem.Soc., 148(2001) B68-B78
• [20] C.V. D’Alkalaine, L.M.M. De Souza, F.C. Nari: The anodic behaviour of Niobium-I-III, Coros.Sci. 34, 1 (1993) 109
• [21] J.R.W. Beye R. Gronsky, The anodic behaviour of niobium, Acta Metall. Mater. 42 (1994) 1373
• [22] Q.Lu, S.Mato, P.Skeldon, G.E. Thompson, D.Masheder, H.Habazaki, K.Shimizu, Anodic film growth on tantalum in dilute phosphoric acid solution at 20 and 85C, Electrochim.Acta 47 (2002) 2761
• [23] M.H.Wang, K.Hebert: Metal and Oxygen Ion Transport during Ionic Conduction in Amorphous Anodic Oxide Films, J.Electroch. Soc.146, 10 (1999) 3741
• [24] S.R.Morrison: Electrochemistry at Semiconductors and Oxidized Metal Electrodes, Plenum Press, New York 1980