Skuteczność ochronna powłok ceramicznych typu SiO2-Al2O3-ZrO2 otrzymywanych metodą zol-żel na stali 316L eksponowanej w płynach ustrojowych

Chęcmanowski, J. G.; Szczygieł, B.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Skuteczność ochronna powłok ceramicznych typu SiO2-Al2O3-ZrO2 otrzymywanych metodą zol-żel na stali 316L eksponowanej w płynach ustrojowych

Autorzy

Chęcmanowski J. G. , Szczygieł B.

Wybrane pełne teksty z tego czasopisma

http://www.ochronaprzedkorozja.pl/

Identyfikatory

Warianty tytułu

The protective effectiveness of ceramic coatings obtained by sol-gel method exposited in physiological solutions

Konferencja

Ogólnopolska Konferencja "Korozja 2011" (10 ; 12-16.06.2011 ; Rytro, Polska)

Języki publikacji

Abstrakty

Na powierzchni stali 316L otrzymano metodą zol-żel pięciowarstwowe powłoki SiO2- Al2O3-ZrO2, spiekane w temperaturze 200 lub 500°C, o różnej zawartości cyrkonu. Zastosowano prekursory: tetraetoksysilan (TEOS), tri-sec-butanolan glinu (TBA) i tetraetoksycyrkonian (ZrEt). Stosunek molowy Si:Al:Zr wynosił: 1:1:1, 1:1:0,1 oraz 1:1:0,01. Próbki niepokrytej stali 316L oraz z powłokami SiO2- Al2O3-ZrO2eksponowano w płynach ustrojowych: Ringera lub sztucznej krwi (SBF). Na podstawie badań potencjodynamicznych wyznaczano: potencjał korozyjny (Ekor); gęstość prądu przy potencjale -750 mVNEK(iE=-750mV, obszar katodowy); potencjał przejścia katodowo-anodowego (EK-A); opór polaryzacyjny (Rp); gęstość prądu korozyjnego (ikor), przepuszczalność powłok (P). Stwierdzono, że otrzymane powłoki SiO2- Al2O3-ZrO2 spełniają funkcję ochronną dla podłoża ze stali 316L, a także stanowią warstwę aktywnej bioceramiki, na której prawdopodobnie osadza się ceramika apatytowa, np. hydroksyapatyt.

The five-layer SiO2- Al2O3-ZrO2coatings were prepared with sol-gel method, sintering at the temperature 200 or 500°C at various contents of zirconium on stainless steel type 316L. Tetraethoxysilane (TEOS), aluminum sec-butoxide (TBA) and zirconium(IV) ethoxide (ZrEt) were used as a precursor. The molar ratio Si:Al:Zr were obtained: 1:1:1, 1:1:0.1 and 1:1:0.01. The samples stainless steel 316L without coatings and steel 316L with SiO2- Al2O3-ZrO2coatings were exposited in various physiological solutions: Ringer solution or simulated body fluid (SBF). On the basis of potentiodynamic measurements: corrosion potential (Ekor); current density at potential -750mVNEK ( iE=-750mV, cathodic area); cathodic to anodic transition potential (EK-A); polarization resistance (Rp); current corrosion density (ikor) and through-coatings porosity (P) have been determined. The ceramic coatings type SiO2- Al2O3-ZrO2 performs a double function: protective properties in the physiological solutions and bioactive ceramic, on which the surface probably deposited hydroxyapatite.

Słowa kluczowe

zol-żel SiO2- Al2O3-ZrO2 roztwór sztucznej krwi roztwór Ringera płyny ustrojowe stal 316L hydroksyapatyt biomateriał

sol-gel SiO2-Al2O3-ZrO2 simulated body fluid Ringer solution 316L sintered steel hydroxyapatite biomaterial

Wydawca

Wydawnictwo SIGMA-NOT

Czasopismo

Ochrona przed Korozją

Rocznik

2011

Tom

nr 7

Strony

417--424

Opis fizyczny

Bibliogr. 48 poz., il.

Twórcy

autor

Chęcmanowski J. G.

autor

Szczygieł B.

Zakład Inżynierii Powierzchni, Katalizy i Korozji, Wydział Chemiczny Politechnika Wrocławska, Wrocław, jacek.checmanowski@pwr.wroc.pl

Bibliografia

1. T. Wierzchoń, E. Czarnowska, D. Krupa, Inżynieria powierzchni w wytwarzaniu biomateriałów tytanowych, Ofi cyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2004.
2. H-W. Kim, S-Y. Lee, C-J. Bae, Y-J.Noh, H-E, Biomater. 24, (2003) 3277.
3. J. Chęcmanowski, B. Szczygieł, Ochrona przed Korozją 53, 4-5 (2010) 201.
4. M.P. Walker, R.J. White, K.S. Kulac, Am J Orthod Dentofacial Orthop. 127, 6 (2005) 6.
5. B. Szczygieł, J. Głuszek, R. Orlicki, Inż. Stomat. - Biomateriały 4, 1 (2006) 22.
6. Y. Issa, P. Brunton, C.M. Waters, D.C. Watts, Dental Mater. 24, (2008) 281.
7. C. Garcia, S. Cere, A. Duran, J. Non-Cryst. Solids 352, (2006) 3488.
8. A. Nanci, J.D. Wuest, L. Peru, P. Brunet, V. Sharma, S. Zalzal, J. Biomed. Mater. Res. 40, (1998) 324.
9. F. Faccioni, P. Franceschetti, M. Cerpelloni, M. E. Fracasso, Am J Orthod Dentofacial Orthop. 124, (2003) 687.
10. T. Hanawa, Mater. Sci. Eng. C 24, (2004) 745.
11. J. Chęcmanowski, B. Szczygieł, J. Głuszek, Ochrona przed Korozją 52, 4-5 (2009) 133.
12. L. Lachowicz, E. Turska, Biochemia jamy ustnej, Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 2008.
13. H. Gertig, G. Przesławski, Bromatologia - zarys nauki o żywności i żywieniu, Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 2006.
14. C.B. Johansson, C.-H. Han, A. Wennerberg, T. Albrektsson, Int. J. Oral Maxillofac. Implants 13, 7 (1998) 315.
15. B.D. Boyan, S. Lossdorfer, L. Wang, Eur. Cell Mater. 3, (2003) 15.
16. T.M. Sridhar, U.K. Mudali, M. Subbaiyan, Corros. Sci. 45, (2003) 2337.
17. C-M. Lin, S-K. Yen, Mater. Sci. Eng. C 26, (2006) 54.
18. Y.W. Gu, B.Y. Tay, C.S. Lim, M.S. Yong, Biomater. 26, (2005) 6916.
19. A. Balamurugan, S. Kannan, S. Rajeswari, Mater. Lett. 59, (2005) 3138.
20. A. Balamurugan, G. Balossier, S. Kannan, J. Michel, S. Rajeswari, Mater. Sci. Eng. C 27, (2007) 162.
21. F.A. Muller, M.C. Bottino, L. Muller, V.A.R. Henriques, U. Lohbauer, A.H.A. Bressiani, J.C. Bressiani, Dental Mater. 24, (2008) 50.
22. M.H. Fathi, F. Azam, Mater. Lett. 61, (2007) 1238.
23. H-H. Huang, Biochem. Biophys. Res. Comm. 314, (2004) 787.
24. C.E. Wen, W. Xu, W.Y. Hu, P.D. Hodgson, Acta Biomater. 3, (2007) 403.
25. R.L.W. Messer, P.E. Lockwood, J.C. Wataha, J.B. Lewis, S. Norris, S. Bouillaguet, J Prosthet Dent. 90, (2003) 452.
26. L. Ferdizzi, F.J. Rodriguez, S. Rossi, F. Deflorian, R. Di Maggio, Electrochim. Acta 46, (2001) 3715.
27. A. Balamurugan, S. Kannan, S. Rajeswari, Mater. Lett. 57, (2003) 4202.
28. H-W. Kim, Y-H. Koh, L-H. Li, S. Lee, H-E. Kim, Biomater. 25, (2004) 2533.
29. C. Garcia, S. Cere, A. Duran, J. Non-Cryst. Solids 348, (2004) 218.
30. T. Hanawa, M. Kon, H. Doi, H. Ukai, K. Murakami, H. Hamanaka, K. Asoka, J. Mater. Sci. Mater. Med. 9, (1998) 89.
31. J.G. Chęcmanowski, B. Szczygieł, Corros. Sci. 50, (2008) 3581.
32. J.G. Chęcmanowski, B. Szczygieł, J. Non- Cryst. Solids 354, (2008) 1786.
33. V. Raman, S. Tamilselvi, N. Rajendran, Electrochim. Acta 52, (2007) 7418.
34. A.J. Sedriks, Corrosion of stainless steel, John Wiley & Sons, New York 1996.
35. S. Hiromoto, K. Noda, T. Hanawa, Corros. Sci. 44,(2002) 955.
36. G. Barthome, B. Malki, P. Baroux, Corros. Sci. 48, (2006) 2432.
37. E. Dawson, G. Mapili, K. Erickson, S. Taqvi, K. Roy, Adv. Drug. Deliv. Rev. 60, (2008) 215.
38. E. Garreta, D. Gasset, C. Semino, S. Borros, Biomol. Eng. 24, (2007) 75.
39. A.K. Shukla, R. Balasubramaniam, Corros. Sci. 48, (2006) 1696.
40. S. Nag, R. Banerjee, H.L. Fraser, Acta Biomater. 3, (2007) 369.
41. M.J. Paterson, D.G. McCollouch, P.J.K. Paterson, B. Ben-Nissan, Thin Solid Films 311, (1997) 196.
42. P. Colomban, J. Mater. Res. 13(4), (1998) 803.
43. M. Ramirez-Solar, R. Fox, L. Esquivias, J. Zarzycki, J. Non-Cryst. Solids 121, (1990) 84.
44. H. Scholze, J. Non-Cryst. Solids 73, (1985)669.
45. K. Kato, J. Mater. Sci. 28, (1993) 4033.
46. J.G. Chęcmanowski, B. Szczygieł, Ochr. przed Korozją 50(7), (2007) 290.
47. J.G. Chęcmanowski, B. Szczygieł, Ochr. przed Korozją 50(4), (2007) 127.
48. I.M. Penttinen, A.S. Korhonen, E. Harju, M.A. Turkia, O. Forsen and E.O. Ristolainen, Surf. Coat. Tech. 2, (1992) 161.

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-article-BPBA-0011-0014