Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Technologie wytwarzania powłok przewodzących na tworzywach sztucznych

Kur Katarzyna, Kucharska Beata, Sobiecki Jerzy Robert

Przegląd Elektrotechniczny

|

2023

|

R. 99, nr 5

59--63

PL

Zastosowanie pokrytych warstwą przewodzącą tworzyw sztucznych jako lekkich i nowoczesnych materiałów konstrukcyjnych otwiera nowe możliwości wykorzystania ich w produkcji przemysłowej. Kluczową kwestią przy metalizacji tworzyw sztucznych jest adhezja powłoki do polimerowego podłoża. Wyzwaniem podjętym w trakcie prowadzonych badań było wykorzystanie prądowego i bezprądowego niklowania do metalizacji szerokiej gamy tworzyw sztucznych (PA6, POM, Peek, Lab 920, PTFD, Tecafine) oraz zastosowanie aktywacji powierzchni przez nałożenie kleju elektroprzewodzącego na bazie srebra.

EN

The use of conductive coated plastics as light and modern construction materials opens up new possibilities of using them in industrial production. The key issue in the metallization of plastics is the adhesion of the coating to the polymer substrate. The challenge undertaken in the course of the research was to use the electrochemical and electroless nickel plating to metallization of a wide range of plastics (PA6, POM, Peek, Lab 920, PTFD, Tecafine) and the use of surface activation by applying a silver-based electroconductive adhesive.

2

Utilising cold sintering process for sintering hydroxyapatite-polyetheretherketone nanocomposite

Abbas H. O., Smeig H. A., Ameer Z. J. A.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2023

|

Vol. 124, nr 1

25--41

EN

Purpose: A novel technique of very low-temperature sintering named the cold sintering process is used to produce Highly dense hydroxyapatite-polyetheretherketone (HA-PEEK) nanocomposites. The polymers and ceramics are sintered at different temperatures; therefore, it is difficult to create ceramic matrix composites using traditional methods because the high temperatures might damage the polymers. It is hard to concurrently treat polymeric materials at high temperatures because HA often sinters at temperatures exceeding 1000°C. So, the study aimed to use a novel low-temperature sintering named Cold Sintering Process (CSP) with a Ts/ Tm ratio greater than 0.2 to alleviate this issue. This method could offer a production path with quick densification and less energy costs to increase throughput. Design/methodology/approach: In the current work, two different routes are used: The direct mixing and dissolution methods were used for powder preparation to fabricate a unique ceramic matrix composite. The study aimed to determine whether the preparation method could produce two continuous phases for better densification. The sintering temperature, pressure, holding time, and PEEK content were selected as the production parameters. The samples are characterised using a scanning electron microscope (SEM), X-ray energy dispersive spectrometry (EDS), an X-ray diffractogram (XRD), and a transition electron microscope (TEM). Also, physical and mechanical property measurements were detected, including density, water contact angle, hardness, and diametral tensile strength (DTS). Findings: It can be observed that a high densification compact (relative density 99.3%) can be observed by using the dissolution method HA-PEEK composites, which can be produced via the cold sintering process. The dissolution method can produce two continuous phases compared with the direct mixing method. All samples exhibit excellent hydrophilicity, which makes them good candidates for biomedical applications. Research limitations/implications: The biggest implication of the cold sintering method is the difficulty of making large-sized and complex-shaped samples. Practical implications: The dissolution method can produce two continuous phases compared with the direct mixing method. All samples exhibit excellent hydrophilicity, which makes them good candidates for biomedical applications. Originality/value: A novel technique was used for the first time to solve the problem of producing ceramic matrix composites with polymer as the dispersion phase.

3

Influence of a Steel Substrate Surface Roughness on the Mechanical Properties of a Peek Coating Deposited with the Electrophoretic Method

Otto Mateusz, Fiołek Aleksandra, Zimowski Sławomir

Tribologia

|

2022

|

nr 2

33--44

EN

The mechanical properties, adhesion and roughness of polymer coatings depend on many factors, including the unevenness of the substrate surface. Nevertheless, the influence of the substrate surface roughness is related to the coating type and substrate material and the used deposition method. Therefore, the effect of the surface roughness of a structural steel substrate on the mechanical properties of a PEEK coating is ambiguous. The indentation tests conducted show that, at a specific load of the indenter, the roughness of the steel substrate surface does not significantly affect the Vicker’s hardness of the tested PEEK coatings. The average Vicker’s hardness and elastic modulus are approximately 300 MPa and 5.6 Gpa, respectively, at the lowest of the applied loads, regardless of the surface roughness level of the steel substrate. Nevertheless, the surface roughness of the steel substrate after fine grinding of Ra = 0.21 μm, compared to the polished one with Ra = 0.005 μm, meant that adhesion improved, and the scratch hardness increased by approximately 130 to 370 [MPa] of the PEEK coating.

PL

Właściwości mechaniczne, przyczepność oraz chropowatość powłok polimerowych zależą od wielu czynników, a w tym od nierówności powierzchni podłoża. Niemniej jednak wpływ wielkości chropowatości powierzchni podłoża okazuje się być związany z rodzajem materiału powłokowego i podłoża oraz zastosowaną metodą osadzania. Wobec tego oddziaływanie chropowatości powierzchni podłoża ze stali konstrukcyjnej na właściwości mechaniczne powłoki PEEK osadzanej elektroforetycznie nie jest jednoznaczny. Przeprowadzone badania indentacyjne wskazują, że przy określonym obciążeniu wgłębnika chropowatość powierzchni stalowego podłoża nie wpływa znacząco na twardość Vickers’a badanych powłok PEEK. Średnia twardość Vickers’a i modułu sprężystości wynosi odpowiednio ok. 300 MPa i 5.6 GPa przy najmniejszym z zastosowanych obciążeń, niezależnie od mikronierówności powierzchni stalowego podłoża. Nie mniej jednak większa chropowatość powierzchni stalowego podłoża po szlifowaniu dokładnym rzędu Ra = 0.21 μm, względem polerowanego o Ra = 0.005 μm, przełożyła się na polepszanie adhezji i spowodowała wzrost twardości zarysowania powłoki PEEK z ok. 130 do 370 [MPa].

4

Additive manufacturing of polyether ether ketone – PEEK parts with surface roughness modification by a laser beam

Krolikowski Marcin, Przestacki Damian, Chwalczuk Tadeusz, Sobolewska Ewa, Tomasik Malgorzata

Journal of Machine Engineering

|

2020

|

Vol. 20, No. 3

117--124

EN

The physicochemical properties of polyether ether ketone (PEEK) allow to use this material for prosthetic restorations applied in implant prosthetics. So far, such attempts have been made in the technology of milling rough material solids of this polymer, but the surface quality was unsatisfactory. Therefore, the production of these materials by additive manufacturing techniques was proposed and an attempt was made to shape their surface using a laser. The possibilities of the method are determined in the paper and preliminary works related to the product surface shaping are presented. The process of making individual prosthetic restorations from the PEEK material by the additive method together with the technology of laser modification of the geometric structure of the material surface for applications in implant prosthetic treatment of patients is innovative and has not been used so far.

5

Mechanical and Tribological Analysis of Monolith and Coating Polyetheretherketone

Otto Mateusz, Zimowski Sławomir, Sikora Wojciech, Moskalewicz Tomasz

Tribologia

|

2019

|

nr 4

73--86

PL

W pracy dokonano analizy porównawczej właściwości mikromechanicznych oraz tribologicznych polieteroeteroketonu (PEEK) w postaci monolitycznej i powłoki. Powłoka PEEK 708 została osadzona metodą elektroforezy na płaskim podłożu ze stopu tytanu. Właściwości mikromechaniczne zostały zbadane metodą indentacyjną przy użyciu wgłębnika Vickersa oraz w teście zarysowania. Na podstawie badań wyznaczono twardość Vickersa (HV), moduł sprężystości (E), twardość zarysowania (HS) oraz odporność na mikrouszkodzenia (MMR). Właściwości tribologiczne zdefiniowano poprzez współczynnik tarcia (fs i fw), który wyznaczono zarówno w teście zarysowania oraz podczas tarcia w układzie typu kula–tarcza. Wyniki badań wskazują, że pomimo niedużo większej twardości Vickers’a (HV) powłoki PEEK 708 (HV = 350 MPa, HS = 300 MPa) względem monolitycznego PEEK (HV = 300 MPa, HS = 210 MPa), występuje niemal 40% różnica w ich twardościach zarysowania (HS). Z przeprowadzonej analizy wynika, że metody wyznaczania parametrów mikromechanicznych oraz tribologicznych stosowane dla materiałów monolitycznych PEEK sprawdzają się w badaniach powłok polimerowych PEEK. W określonych warunkach badań nie stwierdzono wpływu materiału podłoża na otrzymane wyniki dla powłoki PEEK 708.

EN

In this work, a comparative analysis of the micromechanical and tribological properties of polyetheretherketone (PEEK) in bulk and coating form was performed. The PEEK 708 coating was applied on a Ti6Al4V titanium alloy flat specimen using the electrophoretic deposition method. The micromechanical properties were determined through indentation tests performed using the Vickers method and scratch tests. Based on research work, the Vickers hardness (HV), elastic modulus (E), scratch hardness (HS), and Micro Mar Resistance (MMR) were determined. The tribological properties were defined by the coefficient of friction (fs and fw), which was obtained in scratch tests and ball-on-disk tests. The results of this research indicate, despite the slightly higher Vickers hardness (HV) of the PEEK 708 coating (HV = 350 MPa, HS = 300 MPa) relative to PEEK bulk (HV = 300 MPa, HS = 210 MPa), that there is an almost 40% difference between the scratch hardness (HS) values of these PEEK forms. It appears from the result analysis in this paper that testing methods to determine the micromechanical and tribological properties of PEEK in monolith form can be used for both PEEK coatings. Under certain test conditions, the impact of the substrate properties on the results of the PEEK 708 coating was not found.

6

Theoretical and experimental review of applied mechanical tests for carbon composites with thermoplastic polymer matrix

Bona Anna

Transactions on Aerospace Research

|

2019

|

Nr 4 (257)

55--65

EN

This article has a theoretical and experimental character. It presents the characteristics of two main thermoplastics used in the aerospace industry – poly ether ether ketone (PEEK) and poly phenylene sulphide (PPS). The selected materials are compounds for the production of thermoplastic polymer matrix composites. The paper presents a literature review of the application of thermoplastic polymer matrix composite materials in aviation. Additionally, the paper focuses on the characteristics of carbon fibre-reinforced polymer (CFRP) which plays an important role in the production of aerospace components. Testing methods have been chosen on the basis of the type of composite matrix. The article contains the most important mechanical properties and general characteristics of thermoplastics used as a matrix for CFRP type composites used in the aerospace industry. Individual test procedures which allow for the evaluation of mechanical properties of composite materials on a thermoplastic polymer matrix, have been described. Mechanical tests such as static tensile test and bending of short beams were carried out in order to examine CFRP composites.

PL

Niniejszy artykuł ma charakter teoretyczno-eksperymentalny. Przedstawiono w nim charakterystykę dwóch głównych termoplastów, używanych w przemyśle lotniczym – PEEK (polieteroeteroketon) i PPS (polisiarczek fenylenu. Wybrane materiały stanowią komponenty do wytwarzania kompozytów o osnowie z polimerów termoplastycznych. W artykule przeprowadzono przegląd literaturowy zastosowania materiałów kompozytowych na osnowie z polimerów termoplastycznych w lotnictwie. Dodatkowo, w pracy skupiono się na charakterystyce kompozytów polimerowych wzmacnianych włóknem węglowym – CFRP (Carbon Fibre Reinforced Polymers), które odgrywa istotną rolę w wytwarzaniu elementów lotniczych. Metody badawcze wybrano w oparciu o rodzaj osnowy kompozytu. Artykuł zawiera najważniejsze właściwości mechaniczne oraz ogólną charakterystykę termoplastów używanych, jako osnowy na kompozyty typu CFRP stosowanych w przemyśle lotniczym. Opisano poszczególne procedury badawcze, które pozwalają na ocenę właściwości mechanicznych materiałów kompozytowych na osnowie z polimerów termoplastycznych. Przeprowadzono testy mechaniczne takie jak statyczna próba rozciągania oraz zginanie krótkiej belki, w celu zbadania kompozytów CFRP.

7

Virtual additive manufacturing based on semicrystalline polymer polyetheretherketone (PEEK)

Bajerski Paweł, Pęcherski Ryszard B., Chudy Damian

Engineering Transactions

|

2019

|

Vol. 67, iss. 2

157--165

EN

Virtual additive manufacturing (AM) is one of the new directions of research that is necessary to improve AM technology. Abaqus/SIMULIA software allows to simulate the whole process using user subroutines to expand solver capabilities. Two of the most important subroutines are UepActivationVol and UMATHT. The UepActivationVol is related to an activation of elements in accordance with the defined path of the process. The second one the UMATHT is used to implement and combine thermal and crystallization process [2]. The presented investigations describe the dual crystallization kinetics model for considered high temperature thermoplastic material Polyetheretherketone (PEEK). Furthermore, it is shown how to analyse the overall process with use of Abaqus/SIMULIA software. The innovation of the presented approach lies in the proper interpreting of the G-Code from Computeraided manufacturing software (CAM), which is an input for the real machines dedicated to AM. The path (coordinates of discrete points) and time of particular steps of the manufacturing process are extracted from the G-Code and are included as input parameters in the simulation code. The discretized part is simplification of the Computer-aided design (CAD) geometry. The final results show the effect implemented in user subroutines. Additionally, Differential Scanning Calorimetry (DSC) test results are presented in order to calculate crystallization and melting parameters. The presented work is the basis of the following investigations covering prediction of residual stresses, volumetric shrinkage and deformations.

8

Mechanical and biological properties of carbon fiber-reinforced peek composite materials intended for laryngeal prostheses

Smółka Wojciech, Dworak Michał, Noworyta Bartłomiej, Gubernat Maciej, Markowski Jarosław, Błażewicz Marta

Engineering of Biomaterials

|

2019

|

Vol. 22, no. 151

2--8

EN

The work deals with the mechanical properties and biological behaviour of composite materials made of polyether ether ketone (PEEK) polymer and carbon fibers (CF) designed for laryngeal biomaterials. Two types of PEEK–based matrix composites containing carbon fibers in the form of cloth (2D) and short fibers (MD) were made. The composite samples were obtained via hot mol-ding of PEEK/CF prepregs. Mechanical durability of the composite samples aging in Ringer’s solution at 37oC was analyzed. The samples were dynami-cally loaded under bending force up to 106 cycles. The ultrasonic wave propagation method was applied to study changes in the composites. The mechanical changes were analyzed, taking into consideration the anisotropic structure of the composite samples. The layered composite samples were modified with multiwalled carbon nanotubes (CNTs). The changes in mechanical stability of the composite samples were not significant after fatigue testing up to 1·106cycles. The biological tests were carried out in the presence of hFOB-1.19-line human osteoblasts and HS-5-line human fibroblasts. The level of type I collagen produced from both types of cells was determined by ELISA test. The tests showed differen-ces between the samples with regard to the viability of the cells.

9

The effect of the ionizing radiation on the tribological properties of thermoplastic polymers rubbing against steel

Niemiec A., Kujawa M., Wieleba W.

Tribologia

|

2016

|

nr 5

133--145

EN

The paper describes the effects of gamma radiation doses on the tribological and mechanical properties of selected thermoplastic polymers: PEEK, PEI, PET, and PA6. Samples of those polymers were irradiated with gamma rays of energy 1, 1.2, 3, 4, 5 MeV and with the intensity of the radiation beam 4, 7, 10, 30, 40 μA. With an increasing dose of radiation, properties such as microhardness, the friction coefficient of polymers, and the wear rate are changed. The chemical structure of the irradiated polymer may be changed by crosslinking but also by chain scission. The modified polymers may be used in medical science, electronics, and space technology. In this article, we report the results of steel C45 – thermoplastics (PEEK, PEI, PET, and PA6) friction couple during the slip motion. The analysis is focused on the friction coefficient, wear rate, and microhardness. Kinematic parameters of the experiment in slide movement were constant and defined by the following values: contact pressure p = 1MPa and sliding velocity v = 1m/s. The authors observed that, as gamma radiation dose increased, the microhardness and friction coefficient increased and their wear intensity decreased. Polymers change their microstructure and molecular structure when they are subjected to gamma ray irradiation, which results in modification on many important physical and chemical properties.

PL

Celem niniejszej pracy było określenie wpływu dawki promieniowania gamma na właściwości tribologiczne i mechaniczne wybranych polimerów termoplastycznych: PEEK, PEI, PET, PA6. Wraz ze wzrostem dawki tego promieniowania właściwości takie jak microhardness, współczynnik tarcia statycznego oraz intensywność zużycia ulegają zmianie. Wymienione właściwości mogą być modyfikowane na skutek zachodzących zmian w strukturze chemicznej naświetlonych polimerów poprzez sieciowanie łańcuchów polimerowych, ale także ich rozerwanie. Zmodyfikowane polimery mogą być wykorzystane m.in. w medycynie, elektronice i technologii kosmicznej. W pracy opisano badania par ślizgowych stal C45 – wybrany polimer. Analizie poddano wartości współczynnika tarcia statycznego oraz intensywności zużycia materiału. Dla wszystkich analizowanych przypadków wartości parametrów ruchowych były stałe: siła nacisku wynosiła 1 MPa, a prędkość ślizgowa 1 m/s. Eksperyment wykazał zwiększenie wartości mikrotwardości i współczynnika tarcia oraz zmniejszenie intensywności zużycia.

10

Duroplasty oraz termoplasty wysokotemperaturowe w prepregach jako osnowy kompozytów węglowych do wytwarzania struktur lotniczych

Waśniewski B.

Prace Instytutu Lotnictwa

|

2016

|

Nr 2 (243)

28--39

PL

W artykule przedstawiono różne typy polimerów wykorzystywanych jako osnowy kompozytów polimerowych wzmacnianych włóknem węglowym (Carbon Fibre Reinforced Polymers. CFRP), mających zastosowanie do wytwarzania wyrobów lotniczych. Przedstawiono budowę polimerów stosowanych na osnowy kompozytów CFRP, w tym duroplasty oraz termoplasty. Przedstawiono ich temperatury charakterystyczne oraz wybrane właściwości fizyczno-mechaniczne. Wskazano ich wady i zalety z uwzględnieniem parametrów7 krytycznych w procesach technologicznych. Opisano technologie produkcji wyrobów lotniczych z zastosowaniem kompozytów CFRP. Przedstawiono aspekty ekonomiczne i środowiskowa stosowania prepregów, w których użyto wysokotemperaturowych termoplastów (WTP) jako osnowy włókien węglowych w porównaniu z duroplastami.

EN

In the article different types of polymers used as a matrix of CFRP (Carbon Fibre Reinforced Polymers) applicable in the production of aircraft structures are discussed. Polymers structure used as a GFRP matrix includes thermoplastics and thermosets. The characteristic temperatures and their physical and mechanical properties are shown. Advantages and disadvantages of those materials are explained in terms of the critical technological parameters. The technology of aero structures manufacturing are presented with used of CFRP prepregs. Additionally the economic and the environmental aspects of use of the CFRP thermoplastic prepregs in comparison with thermoset prepregs are shown.

11

Wpływ nacisku jednostkowego na współczynnik tarcia statycznego wybranych par ślizgowych metal–polimer

Dobrowolska A., Kowalewski P., Ptak A.

Tribologia

|

2014

|

nr 4

21--32

PL

Tematem przeprowadzonych badań było tarcie spoczynkowego występujące w typowych skojarzeniach ślizgowych metal–polimer. W pracy opisano procedurę badawczą oraz wyniki badań statycznego współczynnika tarcia μ0. Polimery poddane badaniom to przede wszystkim polimery ślizgowe stosowane w budowie maszyn na łożyska, prowadnice i uszczelnienia. Wyselekcjonowane materiały opisane w pracy to: polieteroeteroketon (PEEK), polieteroeteroketon z włóknami węglowymi (PEEK BG), poliamid (PA 6), polietylen o ultrawysokim ciężarze cząsteczkowym (PE-UHMW), polioksymetylen (POM), polioksymetylen z 40% dodatkiem włókna szklanego (POM + 40GF), polioksymetylen z 10% dodatkiem proszku politertafluoroetylenu (POM + 10% PTFE), politetrafluoroetylen (PTFE), politetrafluoroetylen z 40% dodatkiem proszku brązu (PTFE +40% Brąz), politereftalanetylenu (PET) i polisulfon (PSU). W ramach badań współpracowały one ze stalami: C45, hardox 500 oraz AISI 316L. Badania prowadzono w ruchu liniowym, przemiennym dla węzła tarcia typu trzpień–płytka. Eksperyment uwzględniał stałą wartość chropowatości powierzchni elementu stalowego oraz czas spoczynku pomiędzy cyklami ruchowymi. Dla badanych par ślizgowych zostały wyznaczone charakterystyki zależności współczynnika tarcia statycznego μ0 od nacisku jednostkowego p w zakresie 0,1÷3,0 MPa. Uzyskane wyniki wyraźnie wykazują duży wpływ nacisku jednostkowego na wartość współczynnika tarcia statycznego.

EN

The main goal of the experiments was to determine the value of a static friction coefficient for particular friction pairs. Each friction couple consists of a plastic sample and a steel countersample. Pairs of materials that were chosen for the tests are ones most frequently used for friction nodes in machine design and many another branches of industry. Understanding and ability to influence the value of COF allow the reduction of energy losses and the design of more robust products. This article contains the results of studies and the description of a static friction coefficient μ0 testing procedure. The selected plastics were PEEK, PEEK BG, PA 6, PE-UHMW, POM, POM + 40GF, POM + 10% PTFE, PTFE, PTFE +40% Bronze, PET and PSU (as a group of materials commonly used for bearings, guides and gaskets etc.); and during the investigations, they rubbed together with steels C45, Hardox 500, and AISI 316L. Each test consists in an induction of reciprocating movement between the friction pair pin-plate-type. The experiment assumed that the value of a steel element surface roughness and the rest time between the cycles are constant. Characteristics describing the dependence between the static friction coefficient and the unit pressure (of range 0.1 – 3.0 MPa) were prepared for all selected rubbing pairs. The results clearly indicate a meaningful influence of unit pressure on the value of static COF.

12

Właściwości przeciwzużyciowe powłok węglowych wytwarzanych na podłożu PEEK

Kaczorowski W.

Inżynieria Materiałowa

|

2013

|

Vol. 34, nr 5

472--476

PL

Powłoki węglowe (DLC - diamentopodobne, NCD - nanokrystalicznego diamentu) to materiał o dobrze poznanych właściwościach biologicznych, dzięki którym odnajduje zastosowanie w wielu dziedzinach medycyny m.in. W ortopedii, neurochirurgii czy kardiochirurgii. Wykorzystuje się je z powodzeniem w modyﬁkacjach powierzchni metalicznych i polimerowych. Praca jest poświęcona badaniom nad powłokami węglowymi wytworzonymi na podłożu polimerowym PEEK (polieteroeteroketon), który jest wykorzystyany do budowy dysku zastawki sztucznego serca. Powłoki węglowe wytwarzano w plazmie metanowej z wykorzystaniem etapu wstępnej obróbki plazmowej polimerów w atmosferze wodoru, tlenu, argonu, azotu oraz metanu. Analizę rozwinięcia zmodyﬁkowanej powierzchni pod wpływem zastosowanych parametrów procesów wykonano z wykorzystaniem mikroskopu sił atomowych AFM. Najmniejszymi parametrami chropowatości zbliżonymi do podłoża bez modyﬁkacji charakteryzowały się próbki modyfikowane początkowo w plazmie metanowej, azotowej i argonowej. Pokazano, jak wpływają różne gazy doprowadzane do wstępnego procesu obróbki plazmochemicznej na właściwości tribologiczne uzyskiwanych powłok węglowych z wykorzystaniem dwóch rodzajów plazmy: radiowej RF i dwuczęstotliwościowej (mikrofalowo-radiowej) MW/RF. Do badań tribologicznych zastosowano tester T-11M pracujący w skojarzeniu kulka ceramiczna ZrO2-tarcza ze zmodyﬁkowanym lub nie podłożem PEEK. Uzyskane wyniki tribologiczne pokazują wpływ wstępnego przygotowania podłoży i rodzaju zastosowanej plazmy na wartości współczynnika tarcia oraz wskaźnik zużycia. Zastosowane modyﬁkacje pozwoliły na ograniczenie wartości współczynnika tarcia od wartości 0,4 (charakterystycznej dla podłoża PEEK bez modyﬁkacji) do wartości 0,3 (dla powłok wytworzonych w plazmie MW/RF) albo nawet 0,26 (dla powłoki węglowej wytworzonej w plazmie RF Z wykorzystaniem azotu do wstępnego procesu obróbki). W pracy dokonano porównania wskaźnika zużycia dla podłoży bez modyﬁkacji i po zmodyﬁkowaniu powłokami węglowymi. Najlepszą odpornością na zużycie charakteryzowały się powłoki wytworzone w plazmie częstotliwości RF. W ich przypadku obserwowano nawet ponad 35-krotne zmniejszenie wartości wskaźnika zużycia (w odniesieniu do niemodyﬁkowanego PEEK-u). W pracy dokonano także analizy charakteru zużycia powłok i podłoża polimerowego.

EN

Due to its well-studied biological properties, carbon coating (DLC - diamond like-carbon, NCD - nanocrystalline diamond) is used in many areas ofmedicine such as: orthopedics, neurosurgery and cardiosurgery. Recently, this ﬁlm can be successfully applied to the modiﬁcation of metallic or polymeric surface. In this work, we report the properties ofcarbon coating deposited on the polymer substrate PEEK (Polyetheretherketone), which is applied to the artiﬁcial heart valve disc. During the research the modiﬁcation of PEEK's surface using the manufacturing of DLC ﬁlms on samples in different pre-treatment environments such as nitrogen, oxygen, argon and hydrogen and pure methane atmosphere was performed. On the basis of AFM test results it can be stated than the lowest surface development characterizes the samples manufactured in process pre-treatment with methane, nitrogen and argon . In this study, inﬁuence of the gases and applied CVD technique (radio frequency or microwave/ radio frequency) on the tribological properties carbon layers were presented. The tribological test was performed on the Tribotester T-11 M. During the investigation the modified specimens or a control sample of pure PEEK, which were used as rotating discs. As a counter-specimen the ball made of zirconium dioxide ZrO2 of a diameter 1/4 inch was used. In presented paper the inﬁuence of different gas additives while pre-treatment process and type of plasma on the friction coefﬁcient (COF) and specific wear rate were described. It was shown possible to reduce the friction coefﬁcient from 0.4 for PEEK substrate to 0.3 (for MW/RF carbon coatings) or even 0.26 (for RF carbon coating manufactured with nitrogen pre-treatment process). In this work, comparison of speciﬁc wear rate between the PEEK substrates with and without modiﬁcation was presented. The best wear resistance was achieved by coating deposited in RF plasma. In this case, 35-fold decrease in the value of speciﬁc wear was obtained. The present work involves the wear analysis of the substrates.

13

Badania odporności na zużycie ścierne wybranych polimerów inżynieryjnych

Capanidis D., Tański A.

Tribologia

|

2012

|

nr 4

25-32

PL

W artykule przedstawiono wyniki tribologicznych badań porównawczych odporności na zużywanie ścierne wybranych polimerów inżynieryjnych: PA6, PEEK, PEI, PET, PSU. Do badań wykorzystano stanowisko badawcze Tester T-07. Badania prowadzono w obecności luźnego ścierniwa, którym był elektrokorund F90, przy zachowaniu jednakowych warunków tarcia dla wszystkich badanych materiałów. W celu wyjaśnienia przyczyn różnej odporności na zużycie ścierne badanych polimerów przeprowadzono badania mikrotwardości ich powierzchni trących przed i po procesie ścierania oraz dokonano próby powiązania odporności na zużywanie ścierne poszczególnych polimerów z ich podstawowymi własnościami wytrzymałościowymi.

EN

The paper presents the results of comparative studies of abrasive wear resistance of selected engineering polymers: PA6, PEEK, PEI, PET, PSU. The study used a research position Tester T-07. The research testing stand Tester T-07 was used for a study. The study was conducted in the presence of loose abrasive, which was the F90 corundum, while maintaining the same friction conditions for all tested materials. In order to clarify the causes of various abrasive wear resistance of investigated polymers, the testing of microhardness of friction surfaces before and after abrasion was conducted, and the attempt to link abrasive wear resistance of various polymers with their fundamental strength properties was also done.

14

Kompozytowa powłoka PEEK /Bioszkło® na stopie tytanu Ti-6Al-7Nb do zastosowań w medycynie

Moskalewicz T., Seuss S., Boccaccini A. R., Kot M., Czyrska-Filemonowicz A.

Engineering of Biomaterials

|

2012

|

Vol. 15, no. 116-117 spec. iss.

13--15

PL

Kompozytową powłokę polieteroeteroketon (PEEK)/ Bioszkło osadzono metodą elektroforezy na stopie tytanu Ti-6Al-7Nb. W celu poprawy przyczepności powłoki do podłoża próbkę poddano wyżarzaniu po obróbce powierzchniowej. Mikrostrukturę powłoki charakteryzowano za pomocą mikroskopii świetlnej oraz skaningowej- i transmisyjnej mikroskopii elektronowej. Powłoka była jednorodna i porowata, nie stwierdzono obecności pęknięć. Powłoka zbudowana była z cząstek bioszkła rozmieszczonych w polimerowej osnowie. Wyniki liniowej analizy składu chemicznego wykonanej metodą STEM-EDS wskazują na dyfuzję Na ze szkła do polimeru podczas wygrzewania próbki.

EN

A composite polyetheretherketone (PEEK)/Bioglass® coating was electrophoretically deposited on the Ti-6Al-7Nb substrate. Post heat treatment was performed to improve the adhesion of the coating to the substrate. The microstructure of the coating and a substrate was examined by light microscopy, scanning- and transmission electron microscopy methods. The coating is uniformly porous, without any cracks or presence of large voids. The coating is composed of Bioglass® particles embedded in a PEEK matrix. STEM-EDS line analysis revealed diffusion of Na from the glass to the PEEK.

15

Badania nad degradacją chemiczną i mechaniczną kompozytu PEEK/włókno węglowe

Dworak M., Bloch M., Błażewicz S.

Engineering of Biomaterials

|

2007

|

Vol. 10, no. 69-72

121-124

PL

Praca przedstawia wstępne wyniki badań nad otrzymywaniem i określaniem właściwości mechanicznych nowego kompozytu typu PEEK/tkanina węglowa w warunkach statycznych i dynamicznych, w środowisku płynu Ringera. Materiał taki przewidywany jest do opracowania płatka sztucznej zastawki serca. Do otrzymywania kompozytu zastosowano tkaninę węglową 2-D jako wzmocnienie oraz polieteroteroketon (PEEK) jako osnowę. Otrzymany kompozyt poddano ocenie właściwości mechanicznych w warunkach statycznych przy pomocy maszyny wytrzymałościowej Zwick-1435 oraz badaniom zmęczeniowym na prototypowym urządzeniu laboratoryjnym do badania sztucznych zastawek serca w warunkach dynamicznego transportu płynu fizjologicznego.

EN

The presented work demonstrates preliminary results of manufacture and mechanical properties assessment of the new composite PEEK/carbon fabrics, in static and dynamic conditions, as potential candidate for cardio surgery application. 2-D carbon fabrics as reinforcement constituent and semi-crystalline polymer-polyetheretherketone (PEEK) as a matrix were applied for the preparation of the composite. The obtained composite was investigated using Zwick machine - model 1435 and new laboratory device for artificial valve investigation in dynamic fluid transport conditions.