Wpływ pasywacji elektrochemicznej stopu Wirobond C na jego własności korozyjne

• Autorzy: Rylska D. , Sokołowski J. , Sokołowska J. , Domarecka M.

Warianty tytułu

EN

The influence of electrochemical passivation on the corrosion resistance of Wirobond C alloy

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem pracy było określenie wpływu utleniania elektrochemicznego na odporność kobaltowo-chromowego stopu dentystycznego na korozję elektrochemiczną. Obecność chromu w tym stopie zapewnia samopasywację, pozwalając stosować go w środowisku jamy ustnej. Warstwa pasywna musi zapewnić odporność na działanie agresywnych składników tego środowiska oraz posiadać zdolność do odbudowy w przypadku mechanicznych uszkodzeń lub powstawania wżerów korozyjnych, więc stabilność i efektywność odbudowy tej warstwy jest ważnym czynnikiem. Charakter warstw pasywnych zależy między innymi od warunków ich powstawania, dlatego polepszenia własności antykorozyjnych można się spodziewać po zastosowaniu zabiegu pasywacji elektrochemicznej, która powinna wzmocnić własności pasywne tak pogrubionych warstw tlenkowych na powierzchni tych stopów. Badano wpływ procesów pasywacji elektrochemicznej powierzchni stopu kobaltowo-chromowego na stabilność i jakość warstwy pasywnej. Ocena odporności korozyjnej po tychże procesach modyfikacji powierzchni służyła ustaleniu najlepszych parametrów pasywacji elektrochemicznej dającej największą odporność na korozję elektrochemiczną w środowisku modelującym środowisko jamy ustnej. Stop dentystyczny na bazie Co-Cr, Wirobond C, pasywowano elektrochemicznie przy różnych potencjałach z zakresu pasywacji anodowej w roztworze soli fizjologicznej. Badania korozyjne pasywowanych powierzchni stopu były przeprowadzone w roztworze 0,9% NaCl za pomocą metody polaryzacji potencjodynamicznej. Po wybraniu najkorzystniejszego potencjału pasywującego przeprowadzono porównawczą charakterystykę korozyjną (badania potencjostatyczne, potencjodynamiczne, polaryzacja liniowa, OCP) tak zmodyfikowanego stopu z materiałem bez dodatkowych zabiegów. Stwierdzono, że wartość potencjału E = 20 mV pozwala uzyskać największą odporność korozyjną stopu Wirobond C. Taki wariant pasywacji pozwala wytworzyć warstwy pasywne o odpowiedniej grubości zapewniające wzrost własności antykorozyjnych w porównaniu ze stopem bez modyfikacji powierzchni.

EN

The main goal of these investigations was to obtain the improvement in protection against the electrochemical corrosion of Co-Cr-base dental alloy in oral cavity environment. Passive surface films are those thin films which spontaneously form to maintain corrosion resistance. The occurrence of passivity makes it possible to use metals in chemically aggressive media, even in the physiological environment ‘which is particularly hostile to metals. Virtually all metallic biomaterials (such as, for instance, Co-Cr-Mo alloys, titanium, and its alloys etc.) must exhibit a minimum level of selfmaintained passivity in the human body. Therefore the passive oxide film on the metallic implant must not only withstand chemical attack by damaging species, like chloride ions which are abundantly available in the body fluids, but it also must effectively redevelop if mechanically removed. Additional surface’s modification should improve the properties of these protective layers. In order to attain this goal we used the method of electrochemical passivation. We examined the influence of different parameters of passivation on layers’ quality. The electrochemical corrosion tests were used to state which passivation potential for modified alloy seems to be an optimal and leads to the creation of a stable oxide film on the surface. The surface of Co-Cr-base dental alloy, Wirobond C, was treated by electrochemical passivation method. These processes were conducted at three different potentials: –200 mV, 20 mV and 600 mV in physiological salt solution. Such passivated surfaces of alloy were examined by means of potentiodynamic polarization technique in 0.5 M Cl solution to determine their corrosion resistance. Then, after choosing the potential value of 20 mV as the best passivation potential for the Wirobond C alloy, SEM metallographic study and electrochemical techniques such as potentiodynamic polarization, potentiostatic tests at different potentials (selected according to the electrochemical regions of the potentiodynamic curves) were employed to characterize the surface of passivated and untreated alloy. The same corrosion mechanisms were observed at different applied potentials, however, the rate of the corrosion reactions which take place on the metallic surfaces is higher for untreated sample.

Słowa kluczowe

PL

stopy Co-Cr; odporność korozyjna; pasywacja elektrochemiczna

EN

Co-Cr based alloys; corrosion resistance; electrochemical passivation

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 34, nr 6
• Strony: 814--818
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Rylska D.

• Instytut Inżynierii Materiałowej Politechnika Łódzka

autor

Sokołowski J.

• Zakład Stomatologii Ogólnej, Uniwersytet Medyczny w Łodzi

autor

Sokołowska J.

• Zakład Stomatologii Ogólnej, Uniwersytet Medyczny w Łodzi

autor

Domarecka M.

• Zakład Stomatologii Ogólnej, Uniwersytet Medyczny w Łodzi

Bibliografia

• [1] Majewski S.: Propedeutyka klinicznej laboratoryjnej protetyki stomatologicznej. SANMEDICA, Warszawa (1997).
• [2] Marciniak J.: Biomateriały. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice (2002).
• [3] Upadhyay D., Panchal M. A., Dubey R. S., Srivastava V. K.: Corrosion of alloys used in dentistry: A review. Materials Science and Engineering A 432 (2006) 1÷11.
• [4] Marciniak J., Paszenda Z.: Biotolerancja biomateriałów metalicznych. Spondyloimplantologia zaawansowanego leczenia kręgosłupa systemem Dero. Polska Grupa DERO, Stowarzyszenie studiów i badań kręgosłupa (2004) 133÷142.
• [5] Błażewicz S., Stoch L.: Biomateriały. Tom 4. Exit, Warszawa (2003).
• [6] Wierzchoń T., Czarnowska E., Krupa D.: Inżynieria powierzchni w wytwarzaniubiomateriałów tytanowych. Oficyna Wyd. Politechniki Warszawskiej, Warszawa (2004).
• [7] Przybyszewska-Doroś I., Okrój W., Walkowiak B.: Modyfikacje powierzchni implantów metalicznych. Inżynieria Biomateriałów 43÷44 (2005) 52÷62.
• [8] Mulders C. i wsp.: The influence of alloy composition and casting procedureupon the corrosion behaviour of dental alloys: an in vitro study. J. Oral Rehabil. 23 (12) (1996) 825÷831.
• [9] Orlicki R.: Biomateriały metaliczne na konstrukcje stomatologiczne i ich odporność korozyjna. Ochrona przed Korozją 11 (2005) 358÷362.
• [10] Pietrzyk B.: Powłoki wapniowo-fosforanowe wytwarzane metodą zol-żel. Inżynieria Materiałowa 6 (2008) 664÷666.
• [11] Marciniak J., Paszenda Z., Kaczmarek M., Ziębowicz A., Szewczenko J., Chrzanowski W., Lelątko J., Smolik J.: Struktura i własności fizykochemiczne warstw pasywno-węglowych na implantach ze stali chromowo-niklowo- molibdenowych. Inżynieria Materiałowa 5 (2005) 440÷443.
• [12] Marciniak J., Paszenda Z., Ziębowicz A., Chrzanowski W.: Warstwy pasywne wytworzone metodą utleniania anodowego na implantach ze stopów tytanu. Inżynieria Materiałowa 5 (2005) 707÷710.
• [13] Huan He, Tao Zhang, Chengzhi Zhao, Kai Hou, Guozhe Meng, Yawei Shao, Fuhui Wang: Effect of alternating voltage passivation on the corrosion resistance of duplex stainless steel. J. Appl. Electrochem. 39 (2009) 737÷745.
• [14] Metikosˇ-Hukovic M., Babic R.: Passivation and corrosion behaviours of cobalt and cobalt-chromium-molybdenum alloys. Corrosion Science 49 (2007) 3570÷3579.
• [15] Chun-Che S., Chun-Ming S., Yea-Yang S., Lin Hui J., Mau-Song Ch., Shing-Jong L.: Effect of surface oxide properties on corrosion resistance of 316L stainless steel for biomedical applications. Corrosion Science 46 (2004) 427÷441.
• [16] Wylie Ch. M., Shelton R. M.,Fleming G. J. P., Davenport A. J.: Corrosion of nickel-based dental casting alloys. Dental Materials 23 (2007) 714÷723.
• [17] Manaranche C., Hornberger H.: A proposal for the classification of dental alloys according to their resistance to corrosion. Dental Materials 23 (2007) 1428÷1437.