Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

PEO layers on Mg-based metallic glass to control hydrogen evolution rate

Cesarz-Andraczke K., Kazek-Kęsik A.

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2020

|

Vol. 68, nr 1

119--124

EN

The amorphous Mg-based alloys may be used as metallic biomaterials for resorbable orthopedic implants. The Mg-Zn-Ca metallic glasses demonstrate variable in time degradation rate in simulated body fluid. In this work the Mg66Zn30Ca4 alloy was chosen as a substrate for coatings. This paper reports on the surface modification of a Mg66Zn30Ca4 metallic glass by plasma electrolytic oxidation (PEO). The structure characterization of uncoated Mg66Zn30Ca4 alloy was performed by using TEMand XRD method. The immersion tests of coated and uncoated Mg66Zn30Ca4 alloy were carried out in Ringer’s solutionat 37°C. The volume of released hydrogen by immersion tests was determined. The coatings structure and chemical composition after immersion tests by SEM/EDS were studied. Based on SEM images of surface structure samples, immersion tests results and hydrogen evolution measurement was proposed the course of corrosion process in Ringer’s solution for Mg-based metallic glasses with PEO coating. Results of immersion tests in Ringer’s solution allowed to determine the amount of evolved hydrogen in a function of time for Mg66Zn30Ca4 metallic glass and sample with PEO coating. In comparison to the non-coated Mg66Zn30Ca4 alloy, the sample with PEO layer showed a significantly decreased hydrogen evolution volume.

2

Mechanical and corrosion properties of Mg68-xZn28+xCa4 (x=0,2,4) metallic glasses

Nowosielski Ryszard, Cesarz-Andraczke Katarzyna, Babilas Rafał

Ochrona przed Korozją

|

2019

|

nr 6

192--196

EN

Metallic amorphous alloys, which consisted of the biocompatible elements such as Ca, Mg and Zn, can be used as potential resorbable materials for short term orthopedic implants [1,2]. The concept of resorbable metallic implants is based on combination of two factors: good bearing capacity, sufficiently high mechanical strength and stable implants geometry, invariable during concrescence of bone, and controllable corrosion rate (dissolution rate). Therefore, the following criteria on Mg-based metallic glass for resorbable implant were chosen: Rc > 160 MPa [3], H2 ≤ 1ml/h [4] and Vcorr ≈ 0.01 - 0.1 mm/year [5]. The glass-forming ability (GFA), volume of evolved hydrogen, corrosion rate, compression strength and hardness of Mg68-xZn28+xCa4 (x=0,2,4) metallic glasses were examined. Results of corrosion studies and mechanical properties tests were compared with assumed criteria. Results of corrosion tests showed that the corrosion rate (Vcorr) and the volume of released hydrogen decreased with the increase zinc concentration in the tested alloys. For the Mg66Zn30Ca4 amorphous alloy with a diameter of 2 mm, the highest hardness about 300 HV and the compressive strength about 400 MPa were determined.

PL

Stopy metali o strukturze amorficznej, które składają się z biokompatybilnych pierwiastków, takich jak Ca, Mg i Zn mogą być rozpatrywane jako potencjalnie resorbowalne biomateriały do krótkotrwałych implantów ortopedycznych [1,2]. Koncepcja resorbowalnych implantówmetalicznych opiera się na połączeniu dwóch czynników: dobrej nośności, odpowiedniej wytrzymałości mechanicznej i stabilnej geometrii implantów, niezmiennej w trakcie wzrostu kości i kontrolowanej szybkości korozji (szybkości roztwarzania). W związku z tym wybrano następujące kryteria dla szkła metalicznego na osnowie magnezu, rozpatrywanego jako materiał na resorbowalny implant: Rc> 160 MPa [3], H2 ≤ 1 ml/h [4] i Vcorr ≈ 0,01 - 0,1 mm/rok [5]. W ramach tej pracy zbadano zdolność do zeszklenie (GFA), objętość wydzielonego wodoru podczas zanurzenia w roztworze Ringer’a, szybkość korozji, wytrzymałość na ściskanie i twardość szkieł metalicznych Mg68-xZn28+xCa4 (x = 0,2,4). Wyniki badań korozyjnych i właściwości mechanicznych zostały porównane z założonymi kryteriami. Wyniki badań korozyjnych wykazały, że szybkość korozji (Vcorr) i objętość uwolnionego wodoru zmniejszyły się wraz ze zwiększeniem stężenia cynku w badanych stopach. Dla amorficznego stopu Mg66Zn30Ca4 o średnicy 2 mm wyznaczono najwyższą twardość około 300 HV i wytrzymałość na ściskanie około 400 MPa.

3

Badania powierzchni i warstw produktów korozji amorficznych stopów magnezu w roztworze Ringera

Nowosielski R., Cesarz-Andraczke K., Nawrat G., Balin K.

Ochrona przed Korozją

|

2017

|

nr 6

186--192

PL

Celem pracy było zbadanie powierzchni i warstw produktów korozji pod względem budowy i składu chemicznego w zależności od czasu zanurzenia amorficznych stopów magnezu w środowisku chlorkowym w temperaturze 37˚C. W ramach pracy przeprowadzono badania struktury analizowanych próbek za pomocą badań rentgenowskich. Badania symulowały warunki odpowiadające ludzkiej krwi. Podczas badań mierzono ilość wydzielającego się wodoru, jako wskaźnika opisującego kinetykę procesu. Roztwór badawczy i temperaturę (37˚C) dobrano z uwagi na możliwość zastosowania masywnych szkieł metalicznych na osnowie magnezu na resorbowalne implanty medyczne. Stwierdzono, że stężenie cynku w stopach Mg68Zn28Ca4 oraz Mg64Zn32Ca4 ma decydujący wpływ na przebieg procesu korozyjnego, budowę oraz skład chemiczny produktów korozji w środowisku chlorkowym.

EN

The aim of the work was the surface and the layers of corrosion products investigation in terms of structure and chemical composition of the amorphous magnesium alloys according to immersion time in chloride environment at 37°C. The structure of the samples was analyzed by X-ray examinations. The study simulated conditions corresponding to human blood. During the tests the amount of evolved hydrogen was measured as an indicator describing the kinetics of the process. Testing solution and temperature (37°C) were selected due to the possibility of use Mg-based bulk metallic glasses for resorbable medical implants. It was found that the concentration of zinc in Mg68Zn28Ca4 and Mg64Zn32Ca4 alloys has very important influence on the corrosion process, structure and chemical composition of the corrosion products in chloride environment.