Wpływ wstępnego odkształcenia plastycznego i bombardowania elektronami na podatność polietylenu do trwałej deformacji

• Autorzy: Cybo J. , Maszybrocka J. , Duda P.

Warianty tytułu

EN

Influence of a preliminary plastic deformation and bombarding with electrons on polyethylene's susceptibility to a permanent deformation

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono możliwość zmniejszenia podatności do trwałej deformacji UHMWPE pracującego w układzie tribologicznym polimer-metal. Efekt uzyskano w następstwie zmian budowy polietylenu przeznaczonego na panewki endoprotez. Przebudowę polimeru osiągnięto w wyniku zastosowania takich czynników kształtujących, jak wstępne odkształcenie plastyczne i bombardowanie wiązką elektronów. Stwierdzono, że proporcjonalnie do wielkości obu oddziaływań zmniejszeniu ulega grubość warstwy wierzchniej zdeformowanej plastycznie podczas procesu tribologicznego. Zmniejsza się także stopień deformacji występującej na powierzchni tarcia. Wykazano ponadto, że w próbkach polietylenu o najmniejszym zużyciu zachodzi reorientacja lamel struktury krystalicznej do płaskiego i krawędziowego ich usytuowania względem powierzchni roboczej, a część lamel krawędziowych jest obracana zgodnie z kierunkiem tarcia.

EN

The capacity to reduce the susceptibility to permanent deformation of UHMWPE working in a tribological, polymer/metal system is presented herein. An effect was obtained as a result of changes in the structure of a polyethylene intended for acetabular cups of endoprostheses. Reconstruction of the polymer was achieved owing to the application of shaping factors such as: preliminary plastic deformation and its irradiation with an electron beam. It has been found that thickness of an upper layer deformed during a tribological process undergoes a reduction proportional to the value of both processes. The effects of deformation occurring on the friction surface are also reduced. In addition, it has been shown that in polyethylene variants of the lowest wear, lamellas of a crystalline structure undergo reorientation to a flat and edgewise situation in relation to the working surface and part of lamellas situated on the edges undergo rotation in the friction direction.

Słowa kluczowe

PL

polietylen; odkształcenie plastyczne; bombardowanie strumieniem elektronów; proces tribologiczny; morfologia warstwy wierzchniej; podatność do deformacji; reorientacja lamel

EN

polyethylene; plastic deformation; bombarding with electrons; tribological process; upper layer morphology; susceptibility to deformation; reorientation of lamellas

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2006
• Tom: nr 2
• Strony: 47--59
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Cybo J.

autor

Maszybrocka J.

autor

Duda P.

• Zakład Badań Warstwy Wierzchniej, Katedra Materiałoznawstwa, Wydział Informatyki i Nauki o Materiałach, Uniwersytet Śląski, ul. Śnieżna 2, 41-200 Sosnowiec

Bibliografia

• 1. Wright T.M., Goodman S.B.: Implant Wear in Total Joint Replacement: Clinical and Biologic Issues, Material and Design Considerations. American Academy of Orthopaedic Surgeons 2001.
• 2. Edidin A.A., Rimnac C.M., Goldberg V.M., Kurtz S.M.: Mechanical behavior, wear surface morphology, and clinical performance of UHMWPE acetabular components after 10 years of implantation. Wear, 2001; 250 (1-12): 152-158.
• 3. Duda P.: Kształtowanie właściwości użytkowych polietylenu na panewki endoprotez. Praca doktorska. Uniwersytet Śląski, Katowice 2004.
• 4. Cybo J., Duda P., Maszybrocka J.: Zmiany zużycia tribologicznego polietylenu na panewki spowodowane kształtowaniem budowy polimeru przez odkształcenie plastyczne i napromieniowanie elektronami. Tribologia 2006 (w druku).
• 5. Cybo J., Maszybrocka J., Frąckowiak J.E.: Morphology changes of ultra high molecular weight polyethylene occurring on the surface, in the subsuperficial zone, and in volume as a result of friction in polymer/metal system, Inżynieria Materiałowa 2004;3:295-298.
• 6. Maszybrocka J.: Właściwości mikromechaniczne oraz skutki pracy w węźle tarcia polietylenu kształtowanego za pomocą wstępnego odkształcenia i napromieniowania elektronami. Praca doktorska. Uniwersytet Śląski, Katowice 2005.
• 7. Maszybrocka J., Cybo J., Frąckowiak J.E., Krzemień K.: Change of micro-mechanical properties of polyethylene induced by a tribological process in polymer/metal system. Materials Science Forum, 2006; 513: 75-85.
• 8. Olley R.H., Basset D.C.: An improved permanganic etchant for polyolefines. Polymer, 1982; 23(12): 1707-1710.
• 9. Olley R.H., Hosier I.L., Basset D.C., Smith N.G.: On morphology of consolidated UHMWPE resin in hip cups. Biomaterials, 1999; 20(21): 2037-2046.