Odporność korozyjna w roztworze sztucznej krwi stali 316L pokrytej powłokami SiO2 wytworzonymi metodą zol-żel

• Autorzy: Mazur A. , Chęcmanowski J. , Szczygieł B.

Identyfikatory

DOI

10.15199/40.2016.5.4

Warianty tytułu

EN

Corrosive resistance of 316L stainless steel covered with SiO2 coatings deposited by sol-gel method in a simulated body fluid

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

Metodą zol-żel otrzymano na stali 316L trójwarstwowe powłoki ceramiczne SiO2 z zolu zawierającego tetraetoksysilan oraz jako rozpuszczalniki alkohol izopropylowy i alkohol butylowy. Ekspozycja próbek w roztworze sztucznej krwi przez 142 doby wykazała korzystne właściwości korozyjne próbek z powłoką SiO2 w porównaniu do niepokrytej stali. Przy stosowaniu alkoholu izopropylowego jako składnika zolu odporność korozyjna próbek wzrosła 4 razy. Powłoki ceramiczne SiO2 tworzą warstwę barierową oraz, co wykazano w badaniach EDS, sprzyjają tworzeniu warstwy hydroksyapatytu. Zmierzony stosunek wielkości pików Ca i P w warstwie wierzchniej próbek z powłoką odpowiada stosunkowi tych pierwiastków jaki występuje w syntetycznych hydroksyapatytach.

EN

Three-layer ceramic SiO2 coatings were deposited on steel 316L, from a sol containing tetraethoxysilane as well as isopropyl alcohol and butyl alcohol as the solvents. The exposure of the samples to a Simulated Body Fluid (SBF) for 142 days showed that the samples with the SiO2 coating were more corrosion resistant than the uncoated steel. When isopropyl alcohol was used as a component of the sol the corrosion resistance of the samples increased fourfold. Ceramic SiO2 coatings form a barrier layer and, as shown by EDS analyses, favour the formation of a hydroxyapatite layer. The ratio of Ca and P peak sizes measured in the surface layer of the coated samples corresponds to the ratio of these elements which occurs in synthetic hydroxyapatites.

Słowa kluczowe

PL

metoda zol-żel; powłoki SiO2; biozgodność; odporność korozyjna

EN

sol-gel method; SiO2 coating; biocompatibility; corrosion resistance

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Ochrona przed Korozją
• Rocznik: 2016
• Tom: nr 5
• Strony: 160--166
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Mazur A.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Chemiczny, Zakład Zaawansowanych Technologii Materiałowych

autor

Chęcmanowski J.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Chemiczny, Zakład Zaawansowanych Technologii Materiałowych

autor

Szczygieł B.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Chemiczny, Zakład Zaawansowanych Technologii Materiałowych

Bibliografia

• [1] AlHammad M. 2016. „Nanostructure hydroxyapatite based ceramics by sol gel method”. Journal of Alloys and Compounds 661 : 251–256.
• [2] Belousova E., W. Griffin, S. O’Reilly, N. Fisher. 2002. „Apatitte as an indicator mineral for mineral exploration: trace – element compositions and their relationship to host rock type”. Journal of Geochemical Exploration 76 : 45–69.
• [3] Chęcmanowski J., B. Szczygieł, Józef Głuszek. 2009. „Powłoki ceramiczne SiO2-Al2O3 otrzymywane metodą zol-żel na powierzchni tytanu eksponowane w roztworze sztucznej krwi”. Ochrona przed Korozją (4–5): 133 : 137.
• [4] Chęcmanowski J., B. Szczygieł. 2010. „Właściwości ochronne powłok ceramicznych wytworzonych metodą zol-żel w środowisku płynów fizjologicznych”. Ochrona przed Korozją 53 (4–5) : 201–206.
• [5] Chęcmanowski J., B. Szczygieł. 2006. „Wpływ składu zolu na zachowanie korozyjne stali 316L z ceramicznymi powłokami Al2O3 otrzymanymi metodą zol-żel”. Ochrona przed Korozją 49 (4) : 103–107.
• [6] Długoń E., W. Niemiec, A. Frączek–Szczypta, P. Jeleń, M. Sitarz, M. Błażewicz. 2014. „Spectroscopic studies of electrophoretically deposited hybrid HAp/CNT coatings on titanium”. Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy 133 : 872–875.
• [7] Faustini M., Louis B., Albouy P., Kummel M., Groso D. 2010. „Preparation of sol-gel films by dip-coating in extreme conditions”. The Journal of Physical Chemistry C114 : 7637–7645.
• [8] Izquierdo-Barba I., A. Salinas, M. Vallet-Regí, 2013. „Bioactive Glasses: From Macro to Nano”. International Journal of Applied Glass Science 4 (2) : 149–161.
• [9] Long L., L. Chen, S. Bai, J. Chang, K. Lin. 2006. „Preparation of dense β-CaSiO3 ceramic with high mechanical strength and HAp formation ability in simulated body fluid”. Journal of the European Ceramic Society 26 (9) : 1701–1706.
• [10] Omar S., J. Ballarre, S. Ceré. 2016. „Protection and functionalization of AISI 316L stainless steel for orthopedic implants: hybrid coating and sol gel glasses by spray to promote bioactivity”. Electrochimica Acta, DOI:10.1016/j.electacta.2016.01.051.
• [11] Rámila A., F. Balas, M. Vallet-Regí. 2002. „Synthesis routes for bioactive sol-gel glasses: Alkoxides versus nitrates”. Chemistry of Materials 14 (2) : 54–548.
• [12] Rendón J., A. Toro, C. García. 2016. „Bioactive sol gel coatings applied by pneumatic spray onto AISI 316L stainless steel”. Revista Latinoamericana de Metalurgia y Materiales 36 (2) : 165–172.
• [13] Sobczak-Kupiec A., Z. Wzorek. 2010. „Phisicochemical properties of calcium orthophosphate significant from medicine – TCP and HAp”. Technical Transactions 107 (10): 310-322.
• [14] Wankhede R., S. Morey, A. Khanna, N. Birbilis. 2013. „Development ofwater-repellent organic–inorganic hybrid sol–gel coatings on aluminumusing short chain perfluoro polymer emulsion”. Applied Surface Science 283 1051–1059.
• [15] Zima A. 2007. „Wpływ dodatków modyfikujących na właściwości hydroksyapatytowych wielofunkcyjnych tworzyw implantacyjnych przeznaczonych na nośniki leków” Rozprawa Doktorska. Kraków: Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie.

Uwagi

PL

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