Corrosion protection of Ni-Cr and Co-Cr base dental alloys by titanium nitride layers in 0.9% NaCl solution

• Autorzy: Klimek L. , Rylska D.

Warianty tytułu

PL

Odporność korozyjna w środowisku 0.9% NaCl dentystycznych stopów na bazie NiCr oraz CoCr z warstwą azotków tytanu

• Konferencja: Advanced Materials and Technologies, AMT'2004 : XVII Physical Metallurgy and Materials Science Conference (XVII; 20-24.06.2004; Łódź, Polska)
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Chemical properties of human body's environment cause corrosive processes of Ni-Cr and Co-Cr base alloys widely used in prosthetic dentistry. To avoid allergic reactions, which may occur as a result of alloys' corrosion, some modifications of alloys surface are employed. This paper presents the results of investigations of the corrosion resistance of titanium nitride layers deposited by means of PVD method onto dental alloys. Two types of coatings: TiN and TiN + Ti2N were deposited on the Ni-Cr and Co-Cr-type alloys. These coatings were examined by means of X-ray microanalysis in order to determine the chemical composition and structure of layers, the approximate thickness of layers was also stated. Then the corrosion behaviour was examined. The OCP versus time measurements and potentiodynamic polarization technique were used to determine the corrosion resistance of coated and uncoated samples. The surfaces of samples were observed by SEM. The electrochemical corrosion investigations show better corrosion behaviour of alloys coated by TiN layers in comparison with these coated by TiN+Ti2N and uncoated for both kinds of alloys. TiN and Ti2N coatings on Ni-Cr and Co-Cr alloys may improve the corrosion resistance under condition of their good compactness. It is suggested that dense TiN and Ti2N coatings could have an application in prosthetic dentistry.

PL

Stopy z grupy NiCr oraz CoCr, szeroko stosowane w protetyce stomatologicznej, podlegają procesom korozyjnym w środowisku ludzkiego organizmu. W celu uniknięcia alergicznych odczynów, które mogą wystąpić na skutek korozji tych stopów, stosuje się różne zabiegi modyfikacji ich powierzchni. Artykuł prezentuje wyniki badań odporności korozyjnej tych stopów pokrytych warstwą azotków tytanu uzyskanych metodą PVD. Na stopy NiCr oraz CoCr nanoszono dwa rodzaje azotków tytanu: TiN oraz TiN + Ti2N. Warstwy te badano metodami mikroanalizy rentgenowskiej, określano także grubości warstw. Dokonano oceny odporności na korozję elektrochemiczną stopów bez pokrycia i z naniesioną warstwą azotków mierząc zmiany potencjału korozyjnego w funkcji czasu oraz stosując metodę potencjodynamiczną, a następnie dokonano obserwacji powierzchni próbek na mikroskopie skaningowym. Wyniki badań korozyjnych wskazują na lepszą odporność korozyjną stopów z warstwą TiN w porównaniu z warstwami TiN + Ti2N dla obu stopów. Szczelne, zwarte warstwy azotków tytanu mogą poprawić odporność korozyjną stopów NiCr oraz CoCr i stąd mogą znaleźć zastosowanie w protetyce stomatologicznej.

Słowa kluczowe

PL

stop dentystyczny; odporność korozyjna; azotek tytanu (TiN)

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2004
• Tom: R. XXV, nr 3
• Strony: 728--732
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Klimek L.

• Technical University of Lodz Institute of Materials Engineering, Lodz

autor

Rylska D.

• Technical University of Lodz Institute of Materials Engineering, Lodz

Bibliografia

• [1] Shmalz G, Garhammer P: Biological interactions of dental cast alloys with orał tissues. Dental Materials 2002, 18: 396
• [2] Benatti O, Miranda W, Muench A: In vitro and in vivo corrosion evaluation of nickel-chromium- and copper-aluminium-based alloys. The Journal of Prosthetic Dentistry 2000, 84: 360
• [3] Roach M, Wołań J, Parsell D, Bumgardner J: Use of X-ray photoelectron spectroseopy and cyclic polarization to evaluate the corrosion behaviour of six nickel-chromium alloys before and after porcelain-fused-to-metal firing. The Journal of Prosthetic Dentistry 2000, 84:623
• [4] Sella C, Martin J, Lecoeur J, Chanu A, Harmand M, Naji A, Davidas J: Biocompability and corrosion resistance in biological media of hard ceramic coatings sputter deposited on metal implants. Materials Science and Engineering A 1991, 139: 49
• [5] Behrndt H, Lunk A: Biocompability of TiN preclinical and clinical investigations. Materials Science and Engineering A 1991, 139: 58
• [6] Kola P, Daniels S, Cameron D, Hashmi M: Magnetron sputtering of TiN protective coatings for medical applications. Journal of Materials Processing Technology 1996, 56: 422
• [7] Mantyla T, Helevirta P, Lepisto T, Siitonen P: Corrosion behaviour and protective ąuality of TiN coatings. Thin Solid Films 1985, 126: 275
• [8] Bhardway P, Gregory O, Bragga K: Sputtered TiN films for improved corrosion resistance. Applied Surface Science 1991, 48/49: 555
• [9] Sokołowski J.: Ocena przydatności ochronnych powłok azotku tytanu wytworzonych na metalowych elementach uzupełnień protetycznych. Praca habilitacyjna. Akademia Medyczna w Łodzi. Łódź 2001
• [10] Quaeyhaegenes C., M. Kerkhofs M., Stals L. M., van Stappen M.: promising develompents for new applications. Surface and Coatings Technology 1996,80, 181