Nanoindentation measurements of AISI 316L SS biomaterial samples after annual immersion in Ringer's solution followed by electrochemical polishing in a magnetic field

• Autorzy: Rokosz K. , Hryniewicz T. , Valicek J. , Harnicarova M. , Vylezik M.

Warianty tytułu

PL

Badania nanoindentacji biomateriału stali AISI 316L po polerowaniu elektrolitycznym w polu magnetycznym i całorocznym zanurzeniu próbek w roztworze Ringera

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Nanoindentation studies were performed on AISI 316L austenitic stainless steel after its electropolishing under varied conditions and keeping such obtained samples in the Ringer's solution for a year period of time. The Young's modulus of elasticity and hardness were investigated. The mechanical properties of AISI 316L stainless steel biomaterial demonstrated an evident dependence on the treated electropolishing conditions. After magnetoelectropolishing (MEP) treatment some improvement in mechanical properties of the same steel biomaterial is observed in comparison with the ones after a standard electropolishing (EP).

PL

wykonanych z austenitycznej stali kwaso-odpornej AISI 316L. Próbki poddano polerowaniu elektrolitycznemu w warunkach standardowych (EP), oraz elektropolerowaniu w polu magnetycznym (MEP). Tak przygotowane próbki zostały zanurzone w roztworze Ringera i przetrzymane w temperaturze około 25 °C przez okres jednego roku. Po roku czasu próbki wyjęto, wypłukano w wodzie destylowanej i wysuszono. Następnie wykonano nanoindentację na urządzeniu do testowania 950 TriboIndenter™. Badano moduł sprężystości Younga oraz nanotwardość materiału. Wyniki badań pokazują, że własności mechaniczne stali AISI 316L zależą od warunków polerowania elektrolitycznego (EP). Po magnetoelektropolerowaniu (MEP) następuje poprawa niektórych własności mechanicznych biomateriału AISI 316L w porównaniu z wynikami uzyskanymi po standardowym elektropolerowaniu (po rocznym zanurzeniu próbek w roztworze Ringera). Wyniki badań są zgodne z dotychczasowymi rezultatami autorów i wskazują na możliwości modyfikacji wybranych właściwości mechanicznych biomateriałów metalowych, w tym przypadku - stali AISI 316L.

Słowa kluczowe

EN

nanoindentation; 316L biomaterial; magnetoelectropolishing (MEP); nanohardness; Young's modulus

PL

nanoindentacja; biomateriał AISI 316L; magnetoelektropolerowanie (MEP); nanotwardość; moduł Younga

• Wydawca: Wydawnictwo PAK
• Czasopismo: Pomiary Automatyka Kontrola
• Rocznik: 2012
• Tom: R. 58, nr 5
• Strony: 460--463
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., wykr., wzory

Twórcy

autor

Rokosz K.

autor

Hryniewicz T.

autor

Valicek J.

autor

Harnicarova M.

autor

Vylezik M.

• Politechnika Koszalińsk, Division of Surface Electrochemistry, Racławicka 15-17,75-620 Koszalin, Poland,

Bibliografia

• [1] Shuman D.: Computerized Image Analysis Software for Measuring Indents by AFM, Microscopy-Analysis, P 21, (May 2005) Fischer-Cripps, A.C. Nanoindentation. Springer, New York, 2004.
• [2] Oliver W. C. and Pharr G. M.: Measurement of hardness and elastic modulus by instrumented indentation: Advances in understanding and refinements to methodology. J. Mater. Res. 2004, 19, 3 (review article).
• [3] Chuang L. C, Luo C. H., Yang S.: The structure and mechanical properties of thick rutile–TiO2 films using different coating treatments, Appl. Surf. Sci., 2011, 258, 297-303.
• [4] Mohsin M., Hossin A., Haik Y.: Thermal and Mechanical Properties of Poly(vinyl alcohol) Plasticized with Glycerol, J. Appl. Polym. Sci., 2011, 122, 3102-3109.
• [5] Kurland, N. E., Drira Z., Yadavalli V. K.: Measurement of nanomechanical properties of biomolecules using atomic force microscopy. Micron. August 6, 8 (2011), (review article).
• [6] Cheng Y. T., Cheng C. M.: Scaling, dimensional analysis, and indentation measurements, Mater. Sci. and Eng. R. 44 (2004) 91-149.
• [7] Weinberger R., Garber R. B.: Titanium dioxide photocatalysts produced by reactive magnetron sputtering, Appl. Phys. Lett. 1995, 66, 2409-2411.
• [8] Pluta Z., Hryniewicz T.: Quantitative Determination of Material Hardness, Journal of Quantum Information Science (JQIS), 2011, 1 (3), 127-134, doi:10.4236/jqis.2011.13018.
• [9] Rokicki R., US Patent 7632390, 2009.
• [10] Technical documentation of HYSITRONTM www.hysitron.com
• [11] Hryniewicz T., Rokosz K., Rokicki R.: Surface investigation of NiTi rotary endodontic instruments after magnetoelectropolishing, MRS Proceedings, Biomaterials (of XVIII International Materials Research Congress, 9. Biomaterials, Cancun, Mexico, 16-20 August 2009), 1244E, 2009, 21-32, ISBN 978-1-60511-221-3, http://www.mrs.org/s_mrs/sec_subscribe.asp?CID=24949&DID=280254
• [12] Hryniewicz T., Rokicki R., Rokosz K.: Corrosion and Surface Characterization of Titanium Biomaterial after Magnetoelectropolishing, Surf. a. Coat.Technol., 2009, 203 (10-11), 1508-1515, http://dx.doi.org/ 10.1016/j.surfcoat.2008.11.028 )
• [13] Rokicki R., Hryniewicz T.: Nitinol™ Surface Finishing by Magnetoelectropolishing, Trans. Inst. Met. Fin., 2008, 86 (5), 280-285.