Wpływ topografii powierzchni na odporność korozyjną stopu z pamięcią kształtu NiTi po procesie azotowania jarzeniowego w niskotemperaturowej plazmie

• Autorzy: Witkowska J. , Kamiński J. , Tarnowski M. , Borowski T. , Woińska M. , Wierzchoń T

Identyfikatory

DOI

10.15199/40.2016.4.4

Warianty tytułu

EN

Influence of surface topography on the corrosion resistance of NiTi shape memory alloy nitrided at low-temperature plasma process

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

Stopy z pamięcią kształtu NiTi są coraz częściej stosowane w medycynie, jako implanty kostne lub kardiologiczne. Jednak ze względu na zjawisko metalozy, tj. migracji składników stopu do otaczających tkanek, są poddawane różnym obróbkom powierzchniowym w celu polepszenia odporności korozyjnej i biozgodności bez wpływu na ich specyficzne właściwości, czyli pamięć kształtu i nadsprężystość. W pracy przedstawiono wyniki porównawczych badań odporności korozyjnej stopu NiTi przed i po procesach azotowania jarzeniowego w niskotemperaturowej plazmie w temperaturze 300°C. Proces azotowania jarzeniowego przeprowadzono na próbkach o różnej topografii powierzchni. Badania odporności korozyjnej metodą potencjodynamiczną i spektroskopii impedancyjnej przeprowadzono w roztworze Ringera oraz Hanka w temperaturze 37°C. Wyniki uzupełniono badaniami chropowatości i morfologii powierzchni. Uzyskane wyniki wykazały wzrost odporności korozyjnej stopu NiTi po procesie azotowania. Zaobserwowano istotny wpływ chropowatości powierzchni na odporność korozyjną stopu NiTi bez i z warstwą azotku tytanu.

EN

NiTi shape memory alloys are used for cardiological and bone implants. However on account of the metallosis effect, i.e. the migration of the alloy constituents into the surrounding tissues, they are submitted to various surface treatment processes in order to improve their corrosion resistance and biocompatibility, without affecting the shape memory properties that need to be maintained. Comparative studies on the corrosion resistance of NiTi alloys both prior to and after nitriding in low-temperature plasma at a temperature of 300°C are presented. Nitriding under glow discharge conditions was conducted on samples with varying surface roughness. Examinations via the potentiodynamic and impedance spectroscopy methods (EIS) were carried out in Hank’s and Ringer’s solutions at 37°C. Corrosion resistance tests were supplemented by morphology and roughness tests of the surface of NiTi alloy both with and without a diffusive layer. The obtained results show an increase in the corrosion resistance of NiTi alloys after nitriding. There was a significant impact of surface roughness on the corrosion resistance of NiTi alloy both with and without a nitrided layer.

Słowa kluczowe

PL

stopy NiTi; azotowanie jarzeniowe; odporność korozyjna; roztwór fizjologiczny

EN

NiTi alloys; nitriding; corrosion; physiological solution

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Ochrona przed Korozją
• Rocznik: 2016
• Tom: nr 4
• Strony: 102--106
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Witkowska J.

• Wydział Inżynierii Materiałowej, Politechnika Warszawska, Warszawa

autor

Kamiński J.

• Wydział Inżynierii Materiałowej, Politechnika Warszawska, Warszawa

autor

Tarnowski M.

• Wydział Inżynierii Materiałowej, Politechnika Warszawska, Warszawa

autor

Borowski T.

• Wydział Inżynierii Materiałowej, Politechnika Warszawska, Warszawa

autor

Woińska M.

• Wydział Inżynierii Materiałowej, Politechnika Warszawska, Warszawa

autor

Wierzchoń T

• Wydział Inżynierii Materiałowej, Politechnika Warszawska, Warszawa

Bibliografia

• [1] Edin Bazochaharbakhsh. 2011.”Surface Nitriding and Oxidation of Nitinol”. Master’s Theses. San Jose State University, USA.
• [2] Kamiński Janusz, Tomasz Borowski, Michał Tarnowski, Maciej Ossowski, Krzysztof Rożniatowski, Zdzisław Lekston, Tadeusz Wierzchoń. 2013.”The influence of low temperature glow discharge assisted nitriding on corrosion resistance of NiTi shape memory alloy”. Inżynieria Materiałowa 34 (4) : 286–289.
• [3] Lelątko Józef, Tomasz Goryczka, Tadeusz Wierzchoń, Maciej Ossowski, Bożena Łosiewicz. 2010.”Structure and properties of low temperature nitrided/ oxidized NiTi alloy”. Inżynieria Materiałowa 31 (3) 348–351.
• [4] Lelątko Józef, Zdzisław Lekston, Marlena Freitag, Tadeusz Wierzchoń, Tomasz Goryczka. 2012. „Wpływ niskotemperaturowego procesu jarzeniowego azotowania i tlenoazotowania na mikrostrukturę i efekt pamięci kształtu stopów Ni-Ti”. Inżynieria Materiałowa 33 (4) : 256–259.
• [5] Milošev Ingrid, Barbara Kapun. 2012.”The corrosion resistance of Nitinol alloy in simulated physiological solutions Part 2: The effect of surface treatment”. Materials Science and Engineering C 32 (5) : 1068–1077.
• [6] Morawiec Henryk. 2010. Implanty medyczne z pamięcią kształtu. Gliwice: Wydawnictwo Politechniki Śląskiej.
• [7] Shabalovskaya Svetlana A., Gianni C. Rondelli, Andreas L. Undisz, James W. Anderegg, Thomas D. Burleigh, Markus E. Rettenmayr. 2009.”The electrochemical characteristics of native Nitinol surfaces”. Biomaterials 30 (22) : 3662–3671.
• [8] Shabalovskaya Svetlana A., He Tian, James W. Anderegg, Dominique U. Schryvers, William U. Carroll, Jan Van Humbeecket. 2009.”The influence of surface oxides on the distribution and release of nickel from Nitinol wires”. Biomaterials 30 (4) : 468–477.
• [9] Wierzchon Tadeusz, Elżbieta Czarnowska, Justyna Grzonka, Agnieszka Sowińska, Michał Tarnowski, Janusz Kamiński, Krzysztof Kulikowski, Tomasz Borowski, Krzysztof J. Kurzydłowski. 2015.”Glow discharge assisted oxynitriding process of titanium for medical application”. Applied Surface Science 334 (15) : 74–79.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.