Uszlachetnianie powierzchni tytanu powłoką diamentopodobną

• Autorzy: Biel-Gołaska M. , Radzikowska J. , Warmuzek M. , Żuczek R. , Rajchel B. , Zimowski S.

Warianty tytułu

EN

Refining of titanium surface with a diamond-like coating

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zaprezentowano zagadnienie uszlachetniania powierzchni tytanu powłoką diamentopodobną w celu zwiększenia jego biotolerancji w organizmie ludzkim. Na powierzchni próbek z tytanu wytworzono ochronną warstwę diamentopodobną, stosując metodę implantacji jonowej. Dokonano oceny jej właściwości mechanicznych oraz adhezji do podłoża metalowego. Przedstawiono historię rozwoju biomateriałów metalowych w świecie z uwzględnieniem powikłań zdrowotnych, jakie wywołują. Scharakteryzowano właściwości użytkowe implantów metalowych oraz stawiane im wymagania. Omówiono dwuwiązkową metodę jonową IBAD (Ion Beam Assisted Deposition) formowania powłok węglowych na materiałach metalowych, jak również metodykę badań wytrzymałości, mikrotwardości, szczelności i adhezji powłok do podłoża metalowego. Przedstawiono wyniki badań mikrostrukturalnych, mechanicznych i adhezji do podłoża oraz wskazano sugestie co do kierunków dalszych badań.

EN

The article deals with refining of the surface of titanium alloy biomaterial with the diamond-like coating in order to increase its biotolerance in the human organism. On the surface of test pieces made of titanium a diamond-like protective coating was made applying the method of ion implantation. Its mechanical properties and adhesion to the base metal were evaluated. The history of the development of the metal biomaterials in the world is presented as regards health complications which they ca n produce. The utilization properties of metal implants as well as the requirements which are imposed onto them were characterised. The IBAD ion method (Ion Beam Assisted Deposition) of producing carbon coatings on metal materials is discussed together with the methodology of the mechanical testing measurements of microhardness, pressure tightness tests and examination of coating adhesion to the base metal. The results of microstructural and mechanical tests as well as those concerning the adhesion to the base metal are given. Some more suggestions concerning the trends of further investigations are presented.

Słowa kluczowe

PL

tytan; powłoka diamentopodobna; adhezja; mikrostruktura

EN

titanium; diamond-like coating (DLC); adhesion; microstructure

• Wydawca: Instytut Odlewnictwa
• Czasopismo: Odlewnictwo - Nauka i Praktyka
• Rocznik: 2004
• Tom: R. 6, nr 4
• Strony: 22--32
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz.

Twórcy

autor

Biel-Gołaska M.

• Instytut Odlewnictwa, Kraków

autor

Radzikowska J.

• Instytut Odlewnictwa, Kraków

autor

Warmuzek M.

• Instytut Odlewnictwa, Kraków

autor

Żuczek R.

• Instytut Odlewnictwa, Kraków

autor

Rajchel B.

• Instytut Fizyki Jądrowej, Kraków

autor

Zimowski S.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków

Bibliografia

• 1. Marciniak J.: Stopy stosowane w chirurgii kostnej. Wiadomości Hutnicze 1986, nr 6, s. 103-107.
• 2. Marciniak J.: Biomateriały. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej. Gliwice 2002.
• 3. Kuś H.: Problemy biocybernetyki i inżynierii biomedycznej. Tom IV. Biomateriały. Wyd. Komunikacji i Łączności, Warszawa, 1990.
• 4. Biel Gołaska M.; Żuczek R., Warmuzek M.: Dobór materiału oraz warstwy powierzchniowej na implanty metalowe. Praca naukowo-badawcza Instytutu Odlewnictwa zl 2066/00, Kraków 2003.
• 5. Sofamor Danek - LD Instrumentation. The spine specialist - Original titanium implant for vertebral body. Materiały reklamowe.
• 6. www.medgal.com.pl
• 7. www.osis.org.pl - Implantoprotetyka
• 8. Będziński R.: Biomechanika inżynierska. Zagadnienia wybrane. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej. Wrocław 1997.
• 9. Burakowski T., Wierzchoń T.: Inżynieria powierzchni metali. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 1995.
• 10. Młynarczyk A., Jakubowski J.: Obróbka powierzchniowa i powloki ochronne. Wyd. Politechniki Poznańskiej. Poznań 1998.
• 11. Mitura S., Bąkowicz K., Bogusławski G. i inni: Nanokrystaliczny diament dla medycyny. Inżynieria Materiałowa 2000, t. 21, nr 3, s. 120-124. -
• 12. Qi Jun and al.: Mechanical and tribological properties of non-hydrogenated DLC films synthesized by IBAD. Surface and Coatings Technology 128-129 (2000), pp. 324-328.
• 13. Yoshinori E, Kaoru A., Haruyuki Y, Tadaaki S.: Adhesion strength ot DLC films on glass with mixing layer prepared by IBAD. Surface and Coatings Technology 128-129 (2000), pp. 308-312
• 14. European White Book on Fundamental Research & Materials Science, Max-Planc-Institut fur Metallforschung, Stuttgart November 2001.
• 15. Wareliś N.: Trwałość eksploatacyjna wie/teł ze stali SW7M pokrytych powloką gradientową Ti (C,N) nanoszoną techniką PVD. Praca dyplomowa. AGH. Kraków 2002.