Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The effect of repeated heating on corrosion resistance, hardness and microstructure of a Co-Cr-W prosthetic alloy

Rzepkowska M., Burnat B., Pietnicki K., Skrzypek S., Klimek L.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2020

|

Vol. 99, nr 2

64--71

EN

Purpose: of this article is to present the results of tests carried out on the impact of repeated heating on the corrosion resistance of a Co-Cr-W prosthetic alloy. Design/methodology/approach: The study used samples prepared in a manner analogous to the production of a dental prosthesis. The effect of three and six-time heating of the material on its properties such as corrosion resistance, microstructure and material hardness were carried out. Findings: Repeated heating of the chromium-cobalt alloy has no significant effect on the polarization resistance and the potentiodynamic characteristics of the material. The introduction of heating in alloy treatment results in an increase in the hardness of the material, however, the number of annealing cycles does not affect this feature significantly. Samples subjected to different amounts of thermal treatments have different microstructure; it should be assumed that this will change the mechanical properties. Research limitations/implications: Microstructure tests carried out after electrochemical corrosion tests showed changes in the microstructure of samples subjected to subsequent annealing. The tests of material hardness and corrosion did not show any significant differences that may result from differences in structure, therefore further tests characterizing the physical properties of the material will be carried out. Originality/value: The article is a description of preliminary research on the impact of multiple annealing used in dental prosthetics on the properties of metallic material. Further work will be carried out to identify the properties that may be affected by the indicated changes in microstructure.

2

Plasma oxidized Ti6Al4V and Ti6Al7Nb alloys for biomedical applications

Pązik B., Grabarczyk J., Batory D., Kaczorowski W., Burnat B., Czerniak-Reczulska M., Makówka M., Niedzielski P.

Engineering of Biomaterials

|

2016

|

Vol. 19, no. 138 spec. iss.

68

3

Plasma oxidized Ti6Al4V and Ti6Al7Nb alloys for biomedical applications

Pązik B., Grabarczyk J., Batory D., Kaczorowski W., Burnat B., Czerniak-Reczulska M., Makówka M., Niedzielski P.

Engineering of Biomaterials

|

2016

|

Vol. 19, no. 135

8--12

EN

Titanium and its alloys are one of the most popular metallic materials used in medicine for many years. Their favorable mechanical properties, high corrosion resistance and good biotolerance in an environment of tissues and body fluids, cause that they are widely used as construction material of orthopaedic dental and neurological implants. Their disadvantages are poor tribological properties manifested by high coefficient of friction, scuffing and tendency to formation of adhesive couplings. In many research centers the works on improving the unfavorable tribological properties of titanium alloys are conducted. They rely on the use of modern methods of surface treatment including the thermo-chemical methods (nitriding, carburizing, oxidation) and the synthesis of thin films using PVD and CVD methods. In the presented work the glow discharge oxidation was applied to improve the surface properties of two-phase Ti6Al4V and Ti6Al7Nb titanium alloys. The results include a description of the obtained structure of the surface layer, surface topography, micro-hardness, wear ratio and corrosion resistance. The obtained results indicate changes in the surface layer of the material. The surface hardness was more than doubled and the depth of increased hardness region was up to 85 microns. This, in turn, several times decreased the wear rate of the modified materials while reducing the wear rate of the countersample. At the same time the carried out thermo-chemical treatment did not cause any structural changes in the core material. The oxidation process preferably influenced the corrosion properties of titanium alloys. Both, significant increase in the corrosion potential (approx. 0.36 V), as well as increased polarization resistance were observed. The modified surfaces also retained a high resistance to pitting corrosion.

4

Influence of thermochemical treatment methods on pitting corrosion resistance of Ti6Al4V alloy

Czerniak-Reczulska M., Burnat B., Grabarczyk J.

Engineering of Biomaterials

|

2016

|

Vol. 19, no. 138 spec. iss.

71

5

Corrosion properties of Ca-doped TiO2 coatings

Burnat B., Robak J., Leniart A., Skrzypek S., Brycht M.

Engineering of Biomaterials

|

2014

|

Vol. 17, no. 128-129

100--102

EN

The paper presents the preparation and characterization of TiO2 coating doped with Ca produced by the sol-gel method using titanium alkoxide as the precursor of titania as well as calcium nitrate as dopant source. These coatings were used to modify the biomedical alloy M30NW. Using the optical microscopy and the atomic force microscopy the topography of synthesized coatings was characterized. Whereas using electrochemical methods the corrosion measurements were carried out. Anticorrosion properties of calcium-doped TiO2 coating were determined in PBS solution on the basis of corrosion potential Ecor, polarization resistance Rp, corrosion rate CR, current density in the passive range i0.5 and also breakdown Eb and repassivation Erep potentials. Analogous corrosion tests were also made for the uncoated alloy as well as for alloy coated with pure TiO2 coating. It was stated that modification of M30NW alloy surface by calcium-doped TiO2 coating shows anticorrosion properties in PBS solution. These properties are slightly lower compared to a pure TiO2 coating. The analysis of the topography of TiO2-based coatings showed that calcium doping increases the surface development and roughness of the obtained coatings.

6

The Influence of Chemical Surface Treatment on the Corrosion Resistance of Titanium Castings Used in Dental Prosthetics

Burnat B., Parchańska-Kowalik M., Klimek L.

Archives of Foundry Engineering

|

2014

|

Vol. 14, iss. 3

11--16

EN

Air abrasion process is used for cleaning casting surface of prosthetic components, and to prepare the surface of these elements for the application of veneering items. Its side effect, however, is that abrasive particles are embedded in the treated surface, which can be up to 30% of the surface and it constitutes the side effect of this procedure. Such a significant participation of foreign material can not be indifferent to the properties of the surface. Embedded particles can be the place of stress concentration causing cracking of ceramics, and may deteriorate corrosion resistance by forming corrosive microlinks. In the latter cases, it would be advisable to remove elements embedded into the surface. The simplest method is chemical etching or electrochemical one. Nevertheless, these procedures should not significantly change the parameters of the surface. Among many possible reagents only a few fulfills all the above conditions. In addition, processing should not impair corrosion resistance of titanium, which is one of the most important factors determining its use as a prosthetic restoration in the mouth. The study presented results of corrosion resistance of titanium used to make prosthetic components by means of casting method, which were subjected to chemical processing designed to remove the embedded abrasive particles. The aim of the study was to investigate whether etching with selected reagents affects the corrosion resistance of titanium castings. For etching the following reagents were used: 30% HNO3 + 3% HF + H2O, HNO3+ HF+ glycerol (1:2:3), 4% HF in H2O2, 4% HF in H2O, with a control sandblasted sample, not subjected to etching. Tests demonstrated that the etching affected corrosion properties of test samples, in each case the reduction of the corrosion potential occurred - possibly due to the removal of particles of Al2O3 from the surface and activation of the surface. None of the samples underwent pitting corrosion as a result of polarization to 9 V. Values of the polarization resistance, and potentiodynamic characteristics indicated that the best corrosion resistance exhibited the samples after etching in a mixture of 4% solution of HF in H2O2. They showed very good passivation of the surface.

7

Właściwości antykorozyjne powłoki TiO2 otrzymywanej metodą zol-żel w zależności od pH środowiska i obecności białka osocza krwi

Burnat B., Błaszczyk T., Leniart A.

Engineering of Biomaterials

|

2013

|

Vol. 16, no. 122-123 spec. iss.

50--55

PL

Zbadano wpływ pH środowiska i obecności białka osocza krwi na właściwości antykorozyjne powłoki ditlenku tytanu TiO2. Powłokę TiO2 o strukturze amorficznej z krystalitami anatazu otrzymywano metodą zol-żel na powierzchni stopu biomedycznego M30NW. Badania korozyjne z wykorzystaniem metod elektrochemicznych przeprowadzono w temperaturze 37°C w roztworze 0.9 % NaCl (sól fizjologiczna) o pH 4.5 oraz 7.4. Wartości pH wybrane do badań pozwoliły przybliżyć 51 warunki naturalnie występujące w środowisku tkankowym (pH=7.4) oraz warunki stanu zapalnego, który może pojawić się w organizmie (pH=4.5). Aby jeszcze lepiej odwzorować środowisko tkankowe, do roztworu soli fizjologicznej dodano albuminę - białko występujące w osoczu krwi w największej ilości. Właściwości antykorozyjne powłoki TiO2 określono w oparciu o wyznaczone wartości potencjału korozyjnego Ecor, oporu polaryzacyjnego Rp, szybkości korozji CR, gęstości prądu w obszarze pasywnym i0.5 oraz potencjałów przebicia Eb i repasywacji Erep. Stwierdzono, że modyfikacja powierzchni stopu M30NW powłoką TiO2 powoduje zwiększenie odporności korozyjnej badanego stopu w roztworach NaCl o pH równym 4.5 i 7.4 - antykorozyjne działanie powłoki TiO2 widoczne jest zarówno w potencjale korozyjnym jak i przy polaryzacji anodowej. Dodatek albuminy ma niejednoznaczny wpływ na antykorozyjne właściwości powłoki TiO2 w potencjale korozyjnym. Natomiast przy polaryzacji anodowej wpływ białka zaznacza się jedynie w roztworze NaCl o pH 4.5 - albumina powoduje istotne zwiększenie potencjału przebicia dla stopu z powłoką TiO2.

EN

In this study we investigated the influence of solution pH and serum protein on the anticorrosion properties of titanium dioxide TiO2 coating. This TiO2 coating with amorphous structure containing crystallites of anatase was obtained by the solgel method on the surface of M30NW biomedical alloy. Corrosion measurements using electrochemical methods were carried out in 0.9 % NaCl (physiological saline) solution at pH of 4.5 and 7.4. The pH values selected for the tests simulate both natural body conditions (pH=7.4) and inflammatory conditions which may occur in the body (pH=4.5). Much better simulation of tissue environment was achieved by adding of albumin – protein found in blood plasma in the greatest amount. Anticorrosion properties of TiO2 coating were determined on the basis of corrosion potential Ecor, polarization resistance Rp, corrosion rate CR, current density in the passive range i0.5 and also breakdown Eb and repasssivation potentials Erep. It was stated that modification of M30NW alloy surface by TiO2 coating cause increase in corrosion resistance of the investigated alloy in NaCl solutions both at pH of 4.5 and 7.4 - anticorrosive effect of TiO2 coating is evident both at corrosion potential and during the anodic polarization. The addition of albumin has an ambiguous effect on the anticorrosion properties of the TiO2 coating at the corrosion potential. Whereas during the anodic polarization the protein effect is visible only in NaCl solution at pH of 4.5 – albumin causes significant increase in the breakdown potential of the alloy coated by TiO2.

8

Corrosion behaviour of polished and sandblasted titanium alloys in PBS solution

Burnat B., Walkowiak-Przybyło M., Błaszczyk T., Klimek L.

Acta of Bioengineering and Biomechanics

|

2013

|

Vol. 15, no. 1

87--94

EN

In this work, we performed comparative studies of the effect of surface preparation of Ti6Al4V and Ti6Al7Nb biomedical alloys and the influence of endothelial cells on their corrosion behaviour in PBS (Phosphate Buffered Saline). Two different methods of surface modification were applied – polishing and sandblasting. The polished Ti6Al7Nb alloy was found to have the best resistance against general corrosion in PBS. It was characterized by the lowest corrosion rate, the widest passive range and the lowest reactivity. Both alloys prepared by sandblasting exhibited worse corrosion properties in comparison to the polished ones. This can be associated with a greater development of their surface and the presence of Al2O3 grains which caused an increase of corrosion potential but might also influence the weakening of the passive layer. Results of potentiodynamic anodic polarization indicated that more resistant to pitting corrosion was Ti6Al7Nb alloy regardless of the method of surface preparation. In those cases, anodic polarization caused only an increase of passive layer, while in the case of sandblasted Ti6Al4V alloy it caused a pitting corrosion. The results obtained allowed us to conclude that the niobium-titanium alloys had higher corrosion resistance than titanium alloys with vanadium. Moreover, it was stated that endothelial cells improved the corrosion resistance of all the titanium alloys examined.

9

Odporność korozyjna stopu biomedycznego M30NW w obecności albuminy i γ-globuliny

Burnat B., Błaszczyk T., Leniart A.

Engineering of Biomaterials

|

2012

|

Vol. 15, no. 115

32--37

PL

Zbadano wpływ albuminy i γ-globuliny osocza wołowego na odporność korozyjną stopu biomedycznego M30NW. Pomiary korozyjne z wykorzystaniem metod elektrochemicznych przeprowadzono w odtlenionym buforowanym roztworze 0,9% NaCl o pH równym 7,4. Badania te przeprowadzone zostały w dniu 0 (badania przyspieszone korozji) i w ciągu 84 dni (badania korozji długoczasowej). W badaniach przyspieszonych korozji wyznaczono szereg wielkości charakteryzujących właściwości korozyjne badanego stopu M30NW: potencjał korozyjny Ecor, opór polaryzacyjny Rp, szybkość korozji CR, gęstość prądu w obszarze pasywnym i04 oraz potencjały przebicia Eb i repasywacji Erep. Stwierdzono, że dodatek albuminy i γ-globuliny do buforowanego roztworu 0,9% NaCl powoduje niewielkie pogorszenie odporności korozyjnej stopu M30NW w dniu 0. Pogorszenie tej odporności praktycznie nie zależy od rodzaju i stężenia białek. W badaniach korozji długoczasowej wykonywano pomiary potencjału korozyjnego i charakterystyk Stern-Geary'ego. Na podstawie uzyskanych wyników stwierdzono, że odporność korozyjna stopu M30NW wzrasta we wszystkich roztworach, z tym że w obecności albuminy wzrost ten jest słabszy niż w obecności γ-globuliny.

EN

In this study we investigated the influence of bovine serum albumin and γ-globulin on the corrosion resistance of M30NW biomedical alloy. Corrosion measurements using electrochemical methods were carried out in deoxygenated buffered 0.9% NaCl solution at pH of 7.4. Corrosion tests were performed on day 0 (accelerated corrosion test) and within 84 days (long-term corrosion test). In accelerated corrosion tests numerous parameters characterizing the corrosion properties of investigated M30NW alloy were determined: corrosion potential Ecor, polarization resistance Rp, corrosion rate CR, passive current density i0 4, breakdown potential Eb and repassivation potential Erep. It was stated that addition of albumin and γ-globulin to buffered 0.9% NaCl solution causes a slight deterioration of corrosion resistance of M30NW alloy. The effect practically does not depend on the type and concentration of proteins. In long-term corrosion test were performed measurements of corrosion potential and Stern-Geary's characteristics. Based on obtained results it was stated that corrosion resistance of M30NW alloy increases in all solutions, but in the presence of albumin, the growth is weaker than in the presence of γ-globulin.

10

Wpływ warstw TiO2 otrzymywanych metodą zol-żel na właściwości korozyjne biomedycznego stopu M30NW w roztworze 0,9% NaCl

Burnat B., Błaszczyk T., Leniart A., Scholl H.

Engineering of Biomaterials

|

2011

|

Vol. 14, no. 106-108

133--139

PL

Zbadano wpływ warstw ditlenku tytanu TiO 2 otrzymywanych metodą zol-żel na właściwości korozyjne biomedycznego stopu M30NW. Próbki z naniesionymi warstwami TiO 2 były wygrzewane w czterech temperaturach 200, 400, 600 i 800°C. Badania korozyjne z wykorzystaniem metod elektrochemicznych przeprowadzono w odtlenionym roztworze soli fizjologicznej (0,9% NaCl) w temperaturze 37°C. Badania te wykonywane były dla próbek świeżo przygotowanych oraz dla próbek poddanych 30-dniowej ekspozycji w roztworze soli fizjologicznej. Wyniki przeprowadzonych badań korozyjnych porównano z analogicznymi wynikami uzyskanymi dla próbek stopu bez modyfikacji powierzchni. Stwierdzono, że wpływ warstw na właściwości korozyjne biomedycznego stopu M30NW jest uzależniony od temperatury wygrzewania tych warstw. Uzyskane wyniki badań wskazują, że najlepszą odporność korozyjną wykazują próbki stopu modyfikowane warstwą TiO 2 w temperaturze 400°C, podczas gdy stosowanie wyższych temperatur (600 i 800°C) powoduje osłabienie odporności korozyjnej stopu.

EN

The effect of titanium dioxide TiO 2 layers obtained by sol-gel method on the corrosion properties of M30NW biomedical alloy was investigated. The samples of alloy with TiO 2 sol-gel layers were annealed at temperatures of 200, 400, 600 and 800 o C. Corrosion measurements using electrochemical methods were carried out in deoxygenated physiological saline solution (0.9% NaCl) at temperature of 37 o C. These investigations were performed for freshly prepared samples and samples subjected to 30-day exposure in saline solution. The results of corrosion research were compared with the corresponding results obtained for samples of the alloy without surface modification. It was found that the influence of TiO 2 sol-gel layers on the corrosion properties of M30NW biomedical alloy depends on the annealing temperature of these layers. Obtained results indicate that the best corrosion resistance is shown by the samples of alloy modified by TiO 2 layer at temperature of 400°C, while the use of higher annealing temperatures (600 and 800°C) causes decreasing of corrosion resistance of alloy.

11

Wpływ składu warstw Ti(C, N) na korozję stopu protetycznego NiCr

Burnat B., Banaszek K., Błaszczyk T., Klimek L.

Inżynieria Materiałowa

|

2010

|

Vol. 31, nr 4

913-916

PL

Stop Ni(60)Cr(30) stosowany jest bardzo często w protetyce stomatologicznej. Poprawę odporności na zużycie i biokompatybilności tego stopu oraz polepszenie jego wyglądu dają warstwy węglo-azotkowe tytanu Ti(C, N). Zmniejszają one również uwalnianie jonów Ni do środowiska otoczenia. Celem badań było określenie właściwości korozyjnych stopu Ni(60)Cr(30) z warstwami Ti(C, N) o rożnym stosunku węgla do azotu w odtlenionym roztworze sztucznej śliny. Badania korozyjne prowadzone były metodami elektrochemicznymi w ustabilizowanej temperaturze 37,0°C. Morfologię powierzchni i skład chemiczny w mikroobszarach wyznaczono, stosując skaningową mikroskopię elektronową z analizą EDS. Stwierdzono, że jednoznaczne określenie najlepszego składu warstw Ti(C, N) z punktu widzenia zabezpieczenia korozyjnego stopu jest trudne - część wyników wskazuje jako najlepsze warstwy Ti(37C, 63N), część natomiast jako najlepsze warstwy Ti(0C, 100N).

EN

Ni(60)Cr(30) alloy is widely used in prosthodontia. Wear resistance, biocompatibility and appearance of this alloy may be improved by deposition of titanium carbo-nitride Ti(C, N) layers. These layers also diminish release of Ni ions to environment. The aim of this study was determination of corrosion properties of Ni(60)Cr(30) with Ti(C, N) layers with different C:N ratio. Corrosion measurements were done using electrochemical methods in deareated artificial saliva solution at stabilized temperature of 37,0°C. Surface morphology and elemental composition in microregions were obtained by means of scanning electron microscopy with EDS analysis. It was stated that unequivocal determination of the optimal Ti(C, N) layers composition from corrosion protection point of view is very difficult - some of the results suggest that Ti(37C, 63N) layers are the best, while other results imply Ti(0C, 100N) layers as the most corrosion resistant.

12

Właściwości korozyjne tytanu GR2 po różnych modyfikacjach jego powierzchni

Błaszczyk T., Burnat B., Klimek L., Scholl H.

Engineering of Biomaterials

|

2010

|

Vol. 13, no. 96-98

10--15

PL

Polepszenie właściwości biomateriałów uzyskuje się poprzez różne modyfikacje ich powierzchni. Zagadnienie to dotyczy też tytanu i jego stopów, mimo tego, że tytan uznawany jest za jeden z najlepszych materiałów przeznaczonych na implanty długoczasowe. Celem badań przedstawianych w tej publikacji było określenie wpływu dwóch technik modyfikacji powierzchni tytanu na jego właściwości korozyjne w roztworze Ringera. Wybrane techniki to wygrzanie temperaturowe tytanu w dwóch temperaturach 400oC i 800oC oraz naniesienie na powierzchnię tytanu warstwy TiO2 zanurzeniową metodą zol - żel i wygrzanie w tych samych temperaturach jak też i połączenie technik - wstępnego wygrzania w 400oC, a następnie naniesienia warstwy TiO2 i wygrzania również w 400C. Uzyskane wynik pozwoliły na stwierdzenie, że wszystkie wykonane modyfikacje tytanu GR2 polepszają jego odporność korozyjną w zakresie potencjałów do ok.1,3 V. Powyżej tego potencjału lepsze właściwości korozyjne dają modyfikacje przeprowadzone w temperaturze 800oC.

EN

Improving of biomaterials’ properties is obtained by different surface modifications. This problem is present in titanium and its alloys, although titanium is known as one of the best materials for long-term implants. The aim of presented investigations was determination of the influence of two surface modification techniques on corrosion properties of titanium in Ringer’s solution. The first used modification technique was heat treatment of titanium samples at two temperatures of 400oC and 800oC. The second one was deposition of TiO2 sol - gel layer heated at mentioned above temperatures as well as combination of previous heat treatment at 400oC and deposition of TiO2 sol - gel layer heated at 400oC. Obtained results showed, that all performed titanium GR2 surface modifications improve its corrosion resistance within potential range up to ca. 1.3 V. Above this potential better corrosion properties are given by surface modifications at temperature of 800oC.

13

Wpływ temperatury wygrzewania warstw TiO2 otrzymanych metodą zol-żel na właściwości korozyjne biomedycznego stopu Panacea P558

Burnat B., Błaszczyk T., Scholl H.

Engineering of Biomaterials

|

2009

|

Vol. 12, no. 89-91

61--65

PL

Zbadano wpływ temperatury wygrzewania warstw TiO2 uzyskanych metodą zol-żel na właściwości korozyjne bezniklowego stopu biomedycznego Panacea P558. Próbki stopu z naniesioną warstwą TiO2 jak też próbki bez tych warstw były poddane wygrzewaniu w temperaturach 4500 C i 8000 C. Badania korozyjne wykonano w odtlenionym roztworze Tyrode’a w temperaturze ciała ludzkiego 370 C (310K). Stwierdzono polepszenie właściwości korozyjnych stopu przez warstwy wygrzane w temperaturze 4500 C. Stwierdzono również, że wygrzanie tego stopu w temperaturze 8000 C powoduje dużą niestabilność jego właściwości korozyjnych - po pewnym czasie ekspozycji w roztworze korozyjnym próbki bez warstw jak i z warstwami TiO2 skokowo zmieniają swoje właściwości i charakteryzują się gorszymi parametrami korozyjnymi niż wyjściowy stop. Przyczyną pogorszenia właściwości korozyjnych stopu Panacea P558 w temperaturze 8000 C mogą być (1) zmiany w strukturze wewnętrznej tego stopu (segregacja składników stopu) jak też (2) powstające w tej temperaturze węgliki metali będących składnikami stopu.

EN

The influence of heating temperature of TiO2 sol-gel layers on corrosion properties of nickel-free Panacea P558 biomedical alloy was investigated. The samples of alloy both with TiO2 sol-gel layers and without the-se layers were heated at temperature of 4500 C and 8000 C. The investigations were carried out in deoxy-genated Tyrode’s solution at human body temperature of 370 C (310K). It was found that the layers heated at 4500 C improve corrosion features of this alloy. It was also stated that heat treatment of this alloy at 8000 C results in high instability of its corrosion features - after some exposition time in corrosion solution samples both without and with TiO2layers rapidly change their properties and these samples have worse corrosion parameters than initial alloy (without any surface modification). The reason for these worse corrosion features of Panacea P558 alloy heated at 8000 C may be: (1) changes of its microstructure (segregation of alloy components) and (2) alloying elements carbides formed at this temperature.

14

The effect of recasting on corrosion of DUCINOX prosthetic alloy

Klimek L., Pierzynka R., Błaszczyk T., Burnat B., Scholl H., Marciniak S.

Archives of Foundry Engineering

|

2009

|

Vol. 9, iss. 3

67-70

EN

The effect of recasting, up to two times, Ni-Cr (DUCINOX) prosthetic alloy on its corrosion properties was carried out. The corrosion measurements were done in deoxygenated Fusayama Meyer artificial saliva solution at temperature of 37oC. In the study following electrochemical methods were used: measurement of free corrosion potential Ecor in open circuit, measurement of polarization resistance according to Stern-Geary's method and measurement of potentiodynamic characteristic in wide range of anodic polarization. In general, it can be stated that casting number weakly influence on corrosion properties of investigated alloy. At free corrosion potential there is no monotonic dependence of corrosion parameters versus casting number. However, at extreme anodic potentials monotonic changes of corrosion parameters with increasing casting number is observed. Obtained results and drawn conclusions are partially compatible with literature data.

15

Wpływ warstw TiO2 otrzymanych metodą zol-żel w różnych temperaturach na właściwości korozyjne biomedycznego stopu Rex 734

Burnat B., Błaszczyk T., Scholl H., Klimek L.

Engineering of Biomaterials

|

2008

|

Vol. 11, no. 77-80

63--67

PL

Zbadano wpływ warstw TiO2 uzyskanych metodą zol-żel i wygrzanych w temperaturach 450oC i 800oC na właściwości korozyjne biomedycznego stopu Fe-Cr-Ni Rex 734 (ISO 5832/9). Badania wykonano w odtlenionym roztworze Tyrode’a w temperaturze ciała ludzkiego 37oC (310 K). Stwierdzono polepszenie właściwości korozyjnych stopu przez warstwy wygrzane w temperaturze 450oC i pogorszenie przez warstwy wygrzane w temperaturze 800oC. Przyczyną pogorszenia właściwości korozyjnych przez warstwy wygrzane w 800oC mogą być tlenki i węgliki metali będących składnikami stopu, które powstają w tej temperaturze. Potwierdziły to pomiary korozyjne stopu Rex 734 bez warstw TiO2, wygrzanego w takiej samej temperaturze.

EN

The influence of TiO2 sol-gel layers heated at 450oC and 800oC on corrosion properties of biomedical alloy Fe-Cr-Ni Rex 734 (ISO 5832/9) was investigated. The investigations were carried out in deoxygenated Tyrode’s solution at human body temperature 37oC (310 K). It was found that the layers heated at 450oC improve corrosion features of this alloy on the contrary to the layers heated at 800oC. The reason for these worse corrosion features of layers heated at 800oC can be carbides and oxides of alloy components which were formed at this temperature. It was confirmed by corrosion measurements of Rex 734 alloy without TiO2 layers which was heated at the same temperature.

16

Właściwości elektrochemiczne i korozyjne stopów Rex 734 i Panacea P558 w roztworze H2SO4

Błaszczyk T., Burnat B., Leniart A., Scholl H.

Ochrona przed Korozją

|

2007

|

nr 7

274-280

PL

Przeprowadzono pomiary właściwości elektrochemicznych i korozyjnych stopów Rex 734 i Panacea P558 w odtlenionym roztworze 0,5 mol/dm3 H2SO4 w temperaturze 25oC (298 K). Wyznaczono swobodne potencjały korozyjne (w otwartym obwodzie), charakterystyki woltamperometryczne według Stern-Geary'ego i Tafela, krzywe potencjodynamiczne w szerokim zakresie anodowej polaryzacji oraz elektrochemiczne charakterystyki impedancyjne (EIS) w wybranych potencjałach polaryzacji. Swobodne potencjały korozyjne, opory polaryzacji i swobodne prądy korozyjne oraz charakterystyki Tafela obydwu stopów są do siebie zbliżone. Krzywe potencjodynamiczne i impedancyjne w szerokim zakresie anodowej polaryzacji są podobne do siebie aż do potencjału 0,9 V, w którym zaczyna się elektroroztwarzanie stopów. Powyżej tego potencjału charakterystyki potencjodynamiczne i impedancyjne różnią się. W badanym roztworze H2SO4 stwierdzono zachodzenie korozji równomiernej obydwu stopów. Ujawniona po korozji struktura powierzchni stopu Rex 734 jest drobnokrystaliczna, natomiast struktura powierzchni stopu Panacea P558 cechuje się dużymi krystalitami o zróżnicowanych kształtach. W analizie wyników impedancji zaproponowano dwa elektryczne modele zastępcze - prosty dla zakresu wysokich częstotliwości sygnału harmonicznego i złożony - dla pełnego spektrum częstotliwości. Wykonane badania potwierdziły zasadniczą różnicę w typie korozji badanych stopów w roztworze 0,5 mol/dm3 H2SO4 w porównaniu do korozji w roztworach zawierających jony Cl-.

EN

Measurements of the electrochemical and corrosion properties of Rex 734 and Panacea P558 alloys in a deoxygenated 0.5 M H2SO4 solution at a temperature of 25oC (298 K) were carried out. Free corrosion potentials (open circuit potential), voltammetric characteristics according to the Stern-Geary and Tafel methods, potentiodynamic curves in a wide anodic polarization range and electrochemical impedance characteristics (EIS) in selected polarization potentials were determined. The free corrosion potentials, polarization resistances, free corrosion currents and Tafel's characteristics are similar for both the alloys. The potentiodynamic and impedance curves in a wide range anodic polarization up to a 0.9 V polarization potential, at which electrodissolution processes of the alloys start, are also similar. At values higher than the given potential, differences between the potentiodynamic and impedance characteristics also start to appear. In the tested H2SO4 solution a uniform corrosion of both the alloys was detected. The surface structure of Rex 734 revealed after corrosion was fi ne-crystalline whereas the surface structure of Panacea P558 was characterized by large crystal grains wit different shape. Two electrical equivalent circuits were proposed for the analysis of impedance - a simple circuit for higher frequencies of harmonic signal and a complex circuit for the whole frequency spectrum. The performed investigation confirmed the essential difference in corrosion type of the examined alloys in a 0.5 M H2SO4 solution and solutions containing Cl- ions.

17

Długoczasowa korozja stopów Rex 734 i Panacea P558 w roztworach 0.5 M NaCl i Tyrode'a

Burnat B., Błaszczyk T., Leniart A., Scholl H., Klimek L.

Engineering of Biomaterials

|

2007

|

Vol. 10, no. 63-64

28-31

PL

Przeprowadzono badania długoczasowej korozji dwóch biomedycznych stopów typu Fe-Cr-Mo: Rex 734 i Panacea P558 w roztworach 0.5 M NaCl i Tyrode'a w temperaturze ciała ludzkiego 37 stopni Celsjusza (310 K). Czas kontaktowania się próbek stopów z roztworami wynosił 84 dni (ok. 3 miesiące). Stwierdzono, że dla wszystkich badanych próbek zarówno potencjały korozyjne, opory polaryzacyjne jak i szybkości korozji stabilizują się w końcowych 40. dniach. Inaczej zmieniają się w czasie eksperymentu charakterystyki impedancyjne. Wyniki atomowej spektroskopii absorpcyjnej roztworów korozyjnych pokazały, że korozja badanych stopów w swobodnym potencjale korozyjnym zachodzi równomiernie.

EN

Long-time corrosion of two biomedical Fe-Cr-Mo alloys: Rex 734 and Panacea P558 was investigated in 0.5 M NaCl and Tyrode's solutions at human body temperature of 37 degrees of Celsius (310 K). Samples of alloys were in contact with corrosion solutions within 84 days (ca. 3 months). It was stated that for all investigated samples both corrosion potentials, polarization resistances and corrosion rates were stabilized in last 40 days. In a different manner impedance characteristics changed during experiment. Results of atomic absorption spectroscopy of corrosion solutions after 84 days showed that corrosion processes at free corrosion potentials proceed as unifrom corrosion.

18

Właściwości korozyjne bezniklowego stopu PANACEA P558 i wpływ warst NCD na te właściwości

Błaszczyk T., Burnat B., Leniart A., Scholl H., Kaczorowski W.

Inżynieria Materiałowa

|

2006

|

Vol. 27, nr 5

878-881

PL

Bezniklowy stop PANACEA P558 jest nowoczesnym biomateriałem stosowanym do wytwarzania implantów chirurgicznych dla pacjentów uczulonych na nikiel. W pracy przedstawiono wyniki badań podstawowych właściwości korozyjnych tego stopu. Testy korozyjne były wykonane w roztworze 0.5 M NaCl i roztworze Tyrode'a. Prowadzono je metodami elektrochemicznymi w cyklach 7-dniowych w temperaturze 37°C na próbkach po polerowaniu mechanicznym i po naniesieniu warstw NCD metodą MW/RF PECVD. Stwierdzono, że warstwy NCD polepszają właściwości korozyjne stopu PANACEA P558. Warstwy NCD powodują podwyższenie potencjału korozyjnego ECOr, oporu polaryzacyjnego Rp, potencjału przebicia Eb oraz hamują procesy rozwoju korozji wżerowej. Stwierdzono też, że zmiany właściwości korozyjnych badanego stopu słabo zależą od grubości warstw NCD.

EN

Nickel-free PANACEA P558 alloy is a modern biomateriał used for surgical implants making for patients with negative reaction on nickel content. In this work are presented the results of investigations of basic corrosion features of this alloy. The corrosion tests were performed in 0.5 M NaCl and Tyrode's solutions. The measurements were carried out using electrochemical methods in 7-days cycles in temperature 37°C on samples prepared by mechanical polishing and samples with NCD layers deposited by MW/RF PECVD method. It has been stated that NCD layers improve the corrosive features of PANACEA P558. The NCD layers cause increase of corrosion potential Ecor, polarization resistance Rp, breakdown potential Eb and inhibit the pitting corrosion processes. Moreover, it has been stated that changes of corrosion features of investigated alloy weakly depend on thickness of NCD layers.

19

Właściwości korozyjne stopów biomedycznych Rex 734 I Panacea P558 modyfikowanych warstwami nanokrystalicznego diamentu

Błaszczyk T., Burnat B., Leniart A., Scholl H., Klimek L., Kaczorowski W.

Inżynieria Biomateriałów

|

2006

|

R. 9, nr 58-60

65-68

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań elektrochemicznych i korozyjnych dwóch stopów biomedycznych typu Fe-Cr-Mo: Rex 734 i Panacea P558 bez warstw i z warstwami węglowymi o strukturze nanokrystalicznego diamentu (NCD) o 3. grubościach. Badania prowadzono w roztworze 0.5 M NaCl i roztworze Tyrode'a w cyklach 7. dniowych w temperaturze 37 stopni Celsjusza (310 K). Stwierdzono, że obydwa stopy charakteryzują się różnymi potencjałami korozyjnymi, oporami polaryzacyjnymi, oraz potencjałami korozji szczelinowej i wżerowej. Stwierdzono również, że warstwy NCD poprawiają parametry korozyjne obydwu stopów - przesuwają potencjały korozyjne w kierunku anodowym i zwiększają opory polaryzacyjne. Wpływ warstw NCD na korozję szczelinową i wżerową nie jest jednoznaczny. Dla obydwu stopów nie uzyskano zależności wyżej wymienionych parametrów korozyjnych od grubości warstw NCD.

EN

In this paper are presented the results of electrochemical and corrosion investigations of Fe-Cr-Mo biomedical alloys Rex 734 and Panacea P558 without and with carbon layers of nanocrystalline diamond structure (NCD) with 3 different thickness. The investigations were carried out in 0.5 M NaCl and Tyrode's solutions in 7-days measurement cycles at the temperature of 37 degrees of Celsius (310 K). It has been stated that both alloys have different corrosion potentials, polarization resistances and crevice-pitting corrosion potentials. Additionally, it was found that NCD layers improve corrosion parameters of both alloys - they shift corrosion potentials in anodic direction and cause an increase of polarization resistances. The influence of NCD layers on crevice-pitting corrosion is ambiguous. For both alloys did obtain any relationship between above mentioned corrosion parameters and the thickness of NCD layers.

20

The influence of nanocrystalline diamond layers obtained by MW/RF PECVD method on surface properties of AISI316L steel

Błaszczyk T., Burnat B., Scholl H., Niedzielski P., Kaczorowski W.

Inżynieria Biomateriałów

|

2006

|

R. 9, nr 56-57

31-34

EN

Determination of corrosion parameters AISI316L with nanocrystalline diamond (NCD) layers deposited by means of new Microwave / Radio Frequency Plasma Enhanced Chemical Vapour Deposition (MW/RF PECVD) method in testing solution 0.5 M NaCl with a basic aim of presented work. We measured corrosion potentials, potentiodynamic characteristics, breakdown and repassivation potentials, corrosion resistance and impedance characteristics of AISI316L samples with- and without NCD layers. Summarizing obtained results it can be stated that NCD layers improve corrosion features of AISI316L and that surface preparation techniques have insignificant influence on these features.