Mikrostruktura i właściwości mikromechaniczne biomateriałów tytanowych

• Autorzy: Moskalewicz T. , Rakowski W. , Czyrska-Filemonowicz A.

Warianty tytułu

EN

Microstructure and micromechanical properties of titanium biomaterials

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przeprowadzono szczegółową charakterystykę mikrostruktury warstw azotowanych wytworzonych w warunkach wyładowania jarzeniowego na stopach tytanu: Ti-1Al-1Mn i Ti-6Al-7Nb. Badania cienkich folii wykonanych z przekrojów poprzecznych próbek przy użyciu transmisyjnego mikroskopu elektronowego ujawniły nanokrystaliczną strukturę zewnętrznej warstwy azotowanej. Wykorzystując metodę dyfrakcji elektronów wykonano analizę faz występujących w warstwach azotowanych. Pomiary właściwości mikromechanicznych (mikrotwardość, moduł Younga) warstw azotowanych wykazały występowanie wyraźnej korelacji pomiędzy mikrostrukturą warstw, a ich właściwościami mikromechanicznymi. Na podstawie przeprowadzonych prób "scratch-test" stwierdzono, że warstwy azotowane mają dobrą przyczepność do badanych stopów tytanów.

EN

The aim of the present work detailed characterization of the microstructure of nitrided layers produced under glow discharge conditions on two titanium-alloys: Ti-1Al-1Mn and Ti-6Al-7Nb. Transmission electron microscopy investigations of cross-sectional thin foils, showed that the external nitrided sublayer exhibits nanocrystalline structure. Phase identification within the layers, was carried out by electron diffraction. The measurements of micromechanical properties (microhardness, Young modulus) of nitrided layers showed the correlation between the microstructure of surface layers and theirs micromechanical properties. The results of "scratch-tests" experiment showed that nitrided layers exhibits a good adhesion to the surface of titanium alloys investigated.

Słowa kluczowe

PL

biomateriały tytanowe; warstwy azotowane; mikrostruktura; scratch test

EN

scratch test; titanium biomaterials; nitrided layers; microstructure

• Wydawca: Polskie Stowarzyszenie Biomateriałów
• Czasopismo: Inżynieria Biomateriałów
• Rocznik: 2002
• Tom: R. 5, nr 23-25
• Strony: 33--38
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys.

Twórcy

autor

Moskalewicz T.

• Wydział Metalurgii i Inżynierii Materiałowej, Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie

autor

Rakowski W.

• Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie

autor

Czyrska-Filemonowicz A.

• Wydział Metalurgii i Inżynierii Materiałowej, Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie

Bibliografia

• 1. Brunette D, M., Tengvall P., Textor M., Thomsen P.: Titanium in medicine. Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York 2001 ISBN 3-540-66936-1
• 2. Marciniak J.: Biomateriały, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej Gliwice 2002, ISBN 83-7335-031-4
• 3. Łaskawiec J., Michalik R.: Zagadnienia teoretyczne i aplikacyjne w implantach, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej Gliwice 2002 ISBN 03-7335-066-7
• 4. Czarnowska E., Wierzchoń Т., Maranda-Niedbala A., Kaczmarewicz Е.: Improvement of titanium alloy for biomedical application by nitriding and carbonitriding processes under glow discharge conditions. Journal of Materials Science, 11 (2000) 73-81
• 5. Bordji K., Jouzeau J. Y., Mainard D., Payan E., Netter P., Rie K. Т., Stucky Т., Hage-Ali M.: Cytocompatibility of Ti-6AI-4V and Ti-5AI-2.5Fe alloys according to three surface treatments using human fibroblasts and ostaeoblasts. Biomaterials 17 (9) (1996) 929¬940
• 6. Wierzchoń Т., Czarnowska E., Maranda-Niedbała A., Zegadło-Mylik M,: Obróbki jarzeniowe tytanu i jego stopów w aspekcie zastosowań w medycynie. Inżynieria Materiałowa, 2 (1999) 57-61
• 7. "Advances in surface mechanical properties characterisation". CSEM Instruments. Applications Bulletin (autumn 1996) (red. N. Randall): http://www.csem.ch/instrum
• 8. Fleszar A., Wierzchoń Т. Sun Kyu Kim, Sobiecki J. R.: Properties of surface layers produced on the Ti-6AI-3Mo-2Cr titanium alloy under glow discharge conditions, Surface and Coatings Technology, 131 (2000) 62-H35
• 9. Czyrska-Filemonowicz A,. Moskalewicz Т., Łucki M., Biel M., Spiradek-Hahn K., Wierzchoń Т.: Charakterystyka azotowanych warstw powierzchniowych na stopie Тi-1Al-1Mn. Inżynieria Materiałowa, 4 (2002) 173-181
• 10. Czyrska-Filemonowicz A., Moskalewicz Т.: Materials and surface engineering of Ti-implants, Zeszyty Austrian Research Centres Seibersdorf, IT'S T.I.M.E.(Technology, Innovation. Management, Engineering), 2002 (in press)
• 11. Davis J. R. (ed): Metals Handbook. Desk edition, ASM International, 1998