Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wodorowe elektrochemiczne uplastycznianie a-Ti

Chernyayeva O., Łunarska E., Lisovytskiy D., Zachariasz R.

Inżynieria Materiałowa

|

2009

|

Vol. 30, nr 5

421-424

PL

W procesie polaryzacji katodowej w alkalicznym roztworze, w temperaturze pokojowej, uzyskano stabilną modyfikację sprężystych oraz niesprężystych właściwości a-Ti. Stwierdzono, że przyczyną tego jest głęboka modyfikacja struktury materiału wskutek nawodorowania, niepowodującego powstawania mikropęknięć. Dokładne badanie wpływu polaryzacji katodowej na tworzenie się fazy wodorkowej i jej morfologię, oraz na stan sieci krystalicznej a-Ti daje możliwość ustalenia elektrochemicznych parametrów zapewniają-cych: 1) obecność wodoru w przesycanym roztworze stałym, 2) powstawanie wydzieleń wodorkowych o różnej stechiometrii i 3) tworzenie się zwartej, ciągłej warstwy powierzchniowej fazy wodorkowej. Stwierdzono, że w wyniku przesycenia roztworu stałego wodorem i (albo) w wyniku powstawania prekursorów i wydzieleń wodorkowych zachodzi zniekształcenie sieci Ti, co prowadzi do obniżenia modułu sprężystości do wartości charakteryzującej moduł sprężystości kości. Obecność ciągłej fazy wodorkowej nieznacznie wpływa na moduł sprężystości. Biorąc pod uwagę łatwość elektrochemicznego stopowania metalu wodorem oraz fakt, że przedostanie się wodoru do płynów ustrojowych w trakcie procesów korozyjnych nie jest groźne dla zdrowia, elektrochemiczna wodorowa obróbka tytanu może być rozpatrywana jako bezpieczna obróbka, pozwalająca na obniżenie modułu sprężystości implantów tytanowych.

EN

The stable modification of elastic and inelastic properties of a-Ti has been stated due to the hydrogen charging at cathodic polarization in alkaline solu-tion at RT. The effects have been found to depend on the hydrogen induced modification of the material structure, not causing the formation of the mi-crocracks. The thorough examination of the effect of cathodic polarization on the formation and morphology of the hydride phase and on the state of the a-Ti lattice allows establish the electrochemical parameters providing: (1) the presence of hydrogen in supersaturated solid solution, (2) the formation of hydride precipitates of various stoichiometry and (3) the formation of the compact hydride surface layer. Distortion of Ti lattice due to the supersatura-tion of solid solution with hydrogen and (or) due to the formation of hydride precursors and precipitates decreases the elastic modulus to the values close to those, characteristic for the bones. The presence of the compact hydride surface layer only negligible affects the elastic modulus. Taking into account the easiness of electrochemical alloying the metal with hydrogen and no health hazard produced by this element in the case of its dissolution in the body liquids, the electrochemical hydrogen treatment of Ti implants might be considered as the safe treatment causing the decrease in the elastic modulus of titan implants.

2

Modyfikacja powierzchni tytanu metodą elektrochemiczno plazmową

Chernyayeva O., Łunarska E., Sakhnenko M., Ved M.

Inżynieria Materiałowa

|

2009

|

Vol. 30, nr 5

v-v

PL

Badano strukturę i właściwo-ci tlenkowych warstw tworzonych na Ti za pomocą anodowej polaryzacji w reżymie wyładowania iskrowego (mikrołukowego) z zastosowaniem międzyelektrodowych potencjałów 95 do 120 V w wyselekcjonowanych elektrolitach. Ustalono, że topografia i mikrostruktura warstw zmodyfikowanych zależy od składu chemicznego elektrolitu i od przyłożonego napięcia międzyelektrodowego. Zastosowana elektrochemiczna obróbka plazmowa nie wpływa na głębokie warstwy materiału podłoża, zapewnia dobrą adhezję pomiędzy warstwą wierzchnią a podłożem oraz znacząco zwiększa odporność. tytanu na korozję i zużycie. Otrzymane warstwy tlenkowe zawierają fosfor wprowadzony z elektrolitu. Skład chemiczny i właściwości utworzonych warstw umożliwiają osadzanie się Komórek i wzrost tkanki kostnej. Dlatego też obróbka anodowo-plazmowa może by. zastosowana do modyfikacji powierzchni implantów kostnych.

EN

The structure and the properties of the oxide films formed on Ti by means of anodic polarization in the spark-discharge (microarc) regime at interelectrode potential 95 to 120 V in selected electrolytes have been studied. Topography and microstructure of the modified surface layers have been stated to depend on the electrolyte chemistry and the interelectrode voltage. The applied electrochemical plasma treatment does not affect the deeper layers of the substrate material, provides the good adhesion of the surface layer to the substrate and substantially increases the resistance of Ti to corrosion and to wear. The obtained oxide layers contain the phosphorus introduced from the electrolyte. The chemistry and the properties of the formed layers promowe the deposition of cells and the growth of the bone tissue on the metal surface. Therefore, the anode plasma treatment may be use to modify the bone implant surface.

3

Hydride formation at cathodic charging of [alfa]-Ti

Łunarska E., Chernyayeva O., Lisovytskiy D.

Advances in Materials Science

|

2008

|

Vol. 8, nr 1(15)

98-106

EN

The hydrogen absorption and the formation of the hydride phase at cathodic polarization of annealed [alfa]-Ti have been studied by the kinetic hydrogen extraction and by the X-ray diffraction methods. The electrochemical parameters of cathodic hydrogen charging have been selected in order to obtain the hydrogen present in the solid solution of [alfa]-Ti lattice and the hydride phase to be formed. In 2M NaOH solution, the hydride phase has been already formed at cathodic polarization lower than 1 mA/cm2. In the case of 0.1M NaOH, the polarization regions (i) of hydrogen dissolution in the solid phase (ii) of hydride precipitation and (iii) of formation the increased amount of hydride phase have been distinguished in the course of application of increased cathodic polarization. Hydrogen dissolved in the metal lattice produces its dilatation, whereas presence of hydride phase causes the contraction of Ti lattice. Increased cathodic polarization causes the increase it the amount of hydride phase and the increase in the hydrogen content in TiHx phase as well.

4

Effect of surface modification of [alfa]-Ti on internal friction

Łunarska E., Chernyayeva O., Zachariasz R.

Advances in Materials Science

|

2008

|

Vol. 8, nr 1(15)

107-115

EN

The measurements of the internal friction were done using the RAK -3 relaxator at the bending mode oscillation of the acoustic frequency. The annealed a-Ti and a-Ti with the surface modified by the pulse mechanical grinding, by the plasma assisted formation of the layer of Ti-AI intermetallics and by the electrochemical hydrogen charg-ing have been studied. The Young modulus and the attenuation of samples were measured at the heating of specimens between 200 and 600 K. In the studied temperature range, some relaxation processes occurred in the modified specimens. The values of the Young modulus and of the internal friction background have been also found to depend on the state of the Ti surface. The possible effects of the phase composition and the stress state on the obtained results have been discussed.

5

Effects of hydrogen induced elastic and plastic straining on its transport in Al

Łunarska E., Chernyayeva O.

Advances in Materials Science

|

2007

|

Vol. 7, nr 1(11)

153-159

EN

Hydrogen entering at cathodic polarization produces the straining of Al. In the course of increased polarization, the elastic strain causing the up-hill diffusion of hydrogen present in metal and then the plastic deformation creating of hydrogen traps have been introduced. As a result, the unusual appearance of hydrogen permeation transients and the retardation of hydrogen transport and its accumulation within the plastically deformed metal occur at the low and at the high polarization, respectively. The supersaturation of surface layers with hydrogen or the formation of the patchy hydride like layer have been discussed to be the source of the observed metal straining.

6

Strain induced up-hill diffusion of hydrogen in Al

Łunarska E., Chernyayeva O.

Inżynieria Materiałowa

|

2004

|

R. XXV, nr 3

I-IV

EN

During the hydrogen permeation through Al in 0.01N NaOH, the unusual kinetic of hydrogen permeation has been observed. The formation of the minimum of hydrogen permeation rate and the maximum of hydrogen permeation rate has been noticed upon the appplication and cessation of cathodic polarization, respectively. The effect of the near electrode pH of electrolyte and of the electrode potential on permeation transients suggested that the reason for untypical hydrogen permeation was not the surface effects but the complex transport of hydrogen within the membrane. The effect of the Al membrane thickness on permeation transients and the effect of cathodic polarization on the stress-strain curve of Al and the results olf theoretical calculations showed that the strain introduced into the membrane at application of cathodic polarization caused the hydrogen up-hill diffusion. The possibility of the hydrogen up-hill diffusion should be taken into account at consideration of stress and strain state at the tip of propagated corrosion crack in Al.

PL

W procesie elektrochemicznych pomiarów przenikania wodoru przez Al w 0.01N NaOH zaobserwowano nietypowy przebieg krzywej przenikania wodoru. Zarejestrowano minimum przenikania wodoru przy włączeniu polaryzacji katodowej, oraz maksimum przenikania przy wyłączeniu polaryzacji katodowej. Wpływ przyelektrodowego pH roztworu i potencjału elektrody na przebieg krzywych przenikania wodoru wskazuje na to, że przyczyną nietypowego przebiegu przenikania nie są procesy powierzchniowe, lecz złożony transport wodoru wewnątrz membrany. Wpływ grubości membrany Al na przenikanie wodoru, wpływ polaryzacji katodowej na krzywą rozciągania Al i wyniki teoretycznych obliczeń wskazują, że naprężenia wprowadzane do membrany przy nałożeniu polaryzacji katodowej wywołują wsteczną dyfuzję wodoru. Możliwość wstecznej dyfuzji powinna być brana pod uwagę przy rozpatrywaniu stanu naprężeń i odkształceń w wierzchołku pęknięcia korozyjnego rozprzestrzeniającego się w Al.