Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Influence of Friction Stir Welding (FSW) on mechanical and corrosion properties of AW-7020M and AW-7020 alloys

Dudzik K., Jurczak W.

Polish Maritime Research

|

2016

|

nr 3

86--90

EN

Friction welding associated with mixing the weld material (FSW - Friction Stir Welding ) is an alternative to MIG and TIG welding techniques for Al-alloys. This paper presents experimental results obtained from static tension tests on specimens made of AW-7020M and AW-7020 alloys and their joints welded by using FSW method carried out on flat specimens, according to Polish standards : PN-EN ISO 4136:2011 and PN-EN ISO 6892-1:2010. Results of corrosion resistance tests are also presented. The tests were performed by using the electrochemical impedance spectroscopy (EIS). EIS measurement was conducted with the use of three-electrode system in a substitute sea water environment (3,5% NaCl - water solution). The impedance tests were carried out under corrosion potential. Voltage signal amplitude was equal to 10mV, and its frequency range - 100 kHz ÷ 0,1 Hz. Atlas 0531 EU&IA potentiostat was used for the tests. For the tested object an equivalent model was selected in the form of a substitute electric circuit. Results of the impedance spectroscopy tests are presented in the form of parameters which characterize corrosion process, as well as on Nyquist’s graphs together with the best-fit theoretical curve. Analysis of the test results showed that the value of charge transfer resistance through double layer , Rct , for the FSW- welded specimen , was lower than that for the basic material, and that much greater difference was found in the case of AW-7020M alloy. The impedance spectroscopy tests showed that both the FSW-welded joints and basic material of AW-7020M and AW-7020 alloys were characterized by a good resistance against electrochemical corrosion in sea water environment , and that FSW –welded joints revealed a greater corrosion rate. The performed tests and subject-matter literature research indicate that application of FSW method to joining Al-alloys in shipbuilding is rational.

2

Chemical properties of hydroxyapatite deposited through electrophoretic process on different sandblasted samples

Gradinariu I, Stirbu I, Gheorghe C A, Cimpoesu N, Agop M, Cimpoesu R, Popa C

Materials Science Poland

|

2014

|

Vol. 32, No. 4

578--582

EN

An implantable material based on titanium (Ti6Al4V) was sandblasted in order to be deposited with a thin film of hydroxyapatite. Two samples of the alloy, in a shape of a bar with 10 mm diameter and 20 mm length, were subjected to mechanical treatment. After deposition of the hydroxyapatite through electrophoresis process, the samples were analyzed by scanning electron microscopy. The nature and chemical properties of thin films formed on Ti-based substrate were investigated with electrochemical impedance spectroscopy based on the extremely high polarization resistance of the material. The results revealed the formation of a homogeneous layer on the surface of the metallic substrate. The layer composed of TiO2 and hydroxyapatite provided a high corrosion protection.

3

Cyclic voltammetry and impedance studies of undoped diamond films

Mosińska L., Kowalska M., Popielarski P., Fabisiak K., Paprocki K., Szybowicz M., Wrzyszczynski A., Zhusupkalieva G. K.

Materials Science Poland

|

2013

|

Vol. 31, No. 1

146-150

EN

The undoped, polycrystalline diamond films were deposited on tungsten wire substrates by hot filament chemical vapor deposition (HF CVD), using a precursor gas mixture of methanol with excess of hydrogen. The morphology and quality of the as-deposited films were monitored by scanning electron microscopy (SEM) and Raman spectroscopy. The surface morphology analyzed by SEM resembles a continuous and well faceted diamond film. Raman results showed essential differences in qualities of diamond films grown at different hydrocarbon concentrations. The electrochemical properties of diamond electrodes were examined with cyclic voltammetry (CV) and the electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The CV experiments revealed a large chemical window (>~4.3 V) of undoped diamond. Analysis of the ferrocyanide-ferricyanide couple at a diamond electrode suggests some extent of electrochemical quasi-reversibility, but the rates of charge transfer across the diamond substrate interface vary with diamond quality.

4

Physicochemical and electrochemical properties of AISI 316L stainless steel used for implants in human urinary system

Walke W., Przondziono J.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2013

|

Vol. 58, iss. 2

625--630

EN

The main purpose of this study was to evaluate physicochemical and electrochemical properties of AISI 316L stainless steel with modified surface, used for implants in human urinary system. In order to simulate conditions, which occur in the tissue environment of the urinary system, the test pieces were exposed in a urinary solution at temperature of T=37 ±1ºC, for a period of 30 days. Evaluation of physicochemical properties of biomaterial was made on the basis of surface chemical analysis (XPS). To evaluate the effects which occur on the surface of the examined steel, Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) method was also employed. Analysis of test results shows favourable influence of the suggested surface treatment of AISI 316L stainless steel. Samples having electrolytically polished and chemically passivated surface featured the best physicochemical and electrochemical characteristics.

PL

Podstawowym kryterium przydatności biomateriału metalowego na implanty urologiczne (stenty urologiczne) jest biokompatybilność. Jest ona w głównej mierze związana z własnościami fizykochemicznymi powierzchni implantu, które powinny być dostosowane do cech środowiska tkanek układu moczowego człowieka. W celu poprawy biokompatybilności stali Cr-Ni-Mo ustalono warunki wytwarzania warstw pasywnych na jej powierzchni. Wytworzenie warstwy pasywnej obejmowało etap polerowania elektrolitycznego i pasywowania. Taki sposób obróbki powierzchniowej zapewnił chropowatość Ra < 0,16 μm wymaganą dla tego rodzaju implantów. W pracy tej szczególną uwagę skoncentrowano na analizie długotrwałego oddziaływania środowiska sztucznego moczu na własności fizykochemiczne wytypowanej stali. Zasadniczym celem pracy była ocena własnosci fizykochemicznych i elektrochemicznych stali AISI 316L o modyfikowanej powierzchni stosowanej na implanty w układzie moczowym człowieka. W celu zasymulowania warunków występujących w środowisku tkankowym układu moczowego próbki poddawano ekspozycji w roztworze sztucznego moczu o temperaturze T=37±1ºC przez okres 30 dni. O przydatności zaproponowanej warstwy pasywnej do uszlachetniania powierzchni stali w znacznym stopniu decyduje jej skład chemiczny. Dlatego w pracy wykonano badania składu chemicznego metodą spektroskopii fotoelektronów (XPS), z użyciem wielofunkcyjnego spektrometru elektronów PHI 5700/660 firmy Physical Electronics, podczas których zidentyfikowano i wyznaczono stężenia atomowe pierwiastków w badanych warstwach pasywnych. Dla próbek przeprowadzono pomiar widma fotoelektronów w szerokim zakresie energii wiązania od 0÷1400 eV oraz dokładne pomiary linii widmowych poszczególnych pierwiastków składowych z warstwy powierzchniowej. Dla oceny zjawisk zachodzacych na powierzchni badanej stali zastosowano również metodę elektrochemicznej spektroskopii impedancyjnej (EIS). Pomiary przeprowadzono z wykorzystaniem systemu pomiarowego AutoLab PGSTAT 302N wyposażonego w moduł FRA2 (Frequency Response Analyser). Badania przeprowadzono w alternatywnym roztworze symulującym środowisko moczu człowieka. Zastosowana w pracy mikroskopia skaningowa pozwoliła na ocene stanu powierzchni stali AISI 316L przed i po ekspozycji w sztucznym moczu. Analiza wyników badań wskazuje na korzystny wpływ zaproponowanej obróbki powierzchniowej stali AISI 316L. Najkorzystniejszą charakterystykę fizykochemiczną i elektrochemiczną miały próbki o powierzchni polerowanej elektrolitycznie i pasywowanej chemicznie. Przeprowadzone w pracy badania stanowią podstawę do dalszych analiz związanych z zagadnieniem biokompatybilności stali Cr-Ni-Mo stosowanej na implanty w urologii.

5

Zastosowanie EIS do oceny własności fizykochemicznych modyfikowanego powierzchniowo stopu Ti-6Al-4V ELI

Kiel-Jamrozik M., Szewczenko J., Walke W., Marciniak J.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2012

|

R. 88, nr 12b

232-235

PL

Techniki modyfikacji powierzchni odgrywają zasadniczą rolę w kształtowaniu finalnych własności fizykochemicznych i biokompatybilności implantów ze stopów tytanowych. Jakość warstwy powierzchniowej decyduje o przenikaniu jonów metalowych do płynów ustrojowych oraz środowiska tkankowego. Celem pracy były badania nad wpływem sposobu i warunków obróbki powierzchni stopu Ti-6Al-4V ELI na własności fizykochemiczne pod kątem przydatności do zastosowań implantacyjnych.

EN

The surface modifications techniques are playing fundamental role in forming of the final physicochemical properties and biocompability of implants made of titanium alloys. The quality of surface layer is determining the influence of metallic ions to physiological solution and tissue environment. The aim of work was to study the influence of method and conditions of surface treatment of Ti-6Al-4V ELI alloy for physicochemical properties for the usefulness in implantation applications.

6

Zastosowanie EIS do oceny własności fizykochemicznych drutów stosowanych na prowadniki kardiologiczne

Walke W., Przondziono J.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2012

|

R. 88, nr 12b

144-147

PL

Celem pracy była ocena odporności korozyjnej drutów wykonanych ze stali nierdzewnej X10CrNi18-8 stosowanych w zabiegach kardiologicznych. Analizowano wpływ umocnienia w procesie ciągnienia oraz modyfikacji powierzchni drutów z uwzględnieniem procesu sterylizacji parą wodną pod ciśnieniem na ich właściwości korozyjne. Badania realizowano w sztucznym osoczu symulującym środowisko krwi. Dla oceny zjawisk zachodzących na powierzchni badanej stali zastosowano metodę elektrochemicznej spektroskopii impedancyjnej (EIS – Electrochemical Impedance Spectroscopy). Zaproponowanie odpowiednich wariantów obróbki powierzchniowej ma perspektywiczne znaczenie i przyczyni się do opracowania warunków technologicznych o sprecyzowanych parametrach wytwarzania powłok tlenkowych na wyrobach medycznych.

EN

This study is aimed at evaluation of corrosion resistance of wires made of stainless steel X10CrNi18-8 used in cardiologic treatment. Analyzed factors included impact of hardening in drawing process and modification of wire surface, involving sterilisation process with pressurized water steam, on their corrosion properties. The tests were performed in artificial blood plasma simulating human blood environment. Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) was used in order to evaluate phenomena taking place on the surface of the tested steel. Suggestion of proper surface treatment variants is perspective significance and will help to develop technological conditions with specified parameters of oxide coating creation on the surface of medical devices.

7

EIS research of AW - 7020 alloy joints welded by MIG

Dudzik K., Charchalis A.

Journal of KONES

|

2012

|

Vol. 19, No. 1

83-88

EN

The results of corrosion properties research of aluminum alloy AW 7020 (AlZn5Mg1) welded by MIG were presented. In the article the parameters for MIG welding of sheets made of AlZn5Mg1 (7020) alloy was presented. Metallographic analysis of bonds showed a proper structural construction MIG welded 7020 aluminum alloy. EIS measurement was performed in three electrode system in artificial seawater (3.5% NaCl). Impedance studies were carried out at the corrosion potential. Changed voltage signal amplitude in the range plus or minus 10 mV and frequency range of changes was as follows: 100 kHz - 0.1 Hz. Atlas 0531 EU and IA potentiostat was used for studies. Model in the form of an electrical equivalent circuit replacement was chosen for the test object. The results of electrochemical impedance spectroscopy are presented graphically in the Nyquist charts matched with the theoretical curve to them and in the form of parameters characterizing the corrosion process. Obtained results were statistically analyzed. Much better resistance to electrochemical corrosion was found for the native material then joint welded by MIG of 7020 aluminum alloy. The most important parameter - charge transfer resistance value of a double layer Rct for sample of native material is higher than for the sample welded by MIG. Original value is received results of the corrosion properties of MIG welded AlZn5Mg1 alloy compared with the native material.

8

Ocena własności elektrochemicznych zmodyfikowanego powierzchniowo stopu Ti6Al4V ELI

Szewczenko J., Pochrząst M., Walke W.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2011

|

R. 87, nr 12b

177--180

PL

Przedstawione wyniki badań stanowiń próbą określenia wpływu wybranych, wstępnych zabiegów obróbki powierzchniowej na finalne własności anodyzowanego stopu Ti6Al4V ELI. Wstępne przygotowanie powierzchni obejmowało kombinację następujących obróbek szlifowania, polerowania mechanicznego, piaskowania i polerowania elektrolityczne. Do oceny własności elektrochemicznych zmodyfikowanego powierzchniowo stopu wykorzystano elektrochemiczne metody oceny odporności korozyjnej oraz elektrochemiczną spektroskopię impedancyjną (EIS).

EN

The presented work is an attempt to determine the influence of selected surface pretreatment on final properties of anodized Ti6Al4V ELI alloy. The pretreatment consisted of grinding, mechanical polishing, sandblasting and electropolishing. In order to determine electrochemical properties of the modified alloy, electrochemical methods of corrosion testing as well as electrochemical impedance spectroscopy were applied.

9

Badania własności elektrochemicznych warstw węglowych stosowanych na wyrobach medycznych

Basiaga M., Paszenda Z., Walke W.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2011

|

R. 87, nr 12b

12-15

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań własności elektrochemicznych warstw węglowych wytworzonych na stali X39Cr13 oraz Cr-Nimo stosowanych na wyroby medyczne. Badane próbki poddano obróbce powierzchniowej obejmującej następujące procesy: bębnowanie, pasywację chemiczną oraz naniesienie warstwy węglowej. Warstwy węglowe nanoszono dwoma metodami RF PACVD oraz magnetronową. Dla oceny własności elektrochemicznych powłok przeprowadzono badania odporności korozyjnej metodą potencjodynamiczną oraz impedancyjną.

EN

The paper presents the results of the electrochemical properties of carbon coatings produced on steel X39Cr13 and Cr-Ni-Mo used in medical devices. The way of surface preparation of the samples contained barrel finishing, chemical passivation and carbon coatings by means of RF PACVD and magnetron methods. For the evaluation of electrochemical properties of coatings of corrosion resistance tests were carried out by means of potentiodynamic and impedance methods. (Study of electrochemical properties of carbon coatings used in medical devices).

10

Oxygen evolution reaction on electrolytic nickel-based composite coatings in an alkaline solution

Popczyk M., Budniok A.

Kompozyty

|

2008

|

R. 8, nr 4

397-402

EN

Ni+W+Si and Ni+W+Mo+Si composite coatings were obtained by electrodeposition of crystalline nickel from an electrolyte containing suspension of suitable metallic and non-metallic components (W, Mo and Si). These coatings were obtained under galvanostatic conditions, at the current density of jdep. = 0.100 A cm-2 and at the temperature of 338 K. For comparison the Ni coating was also obtained and investigated in the same manner. Obtained coatings were modified in the air atmo- sphere by thermal treatment at the temperature of 973 K during 1 hour. Thermal treatment of obtained coatings changes their phase composition. X-ray diffraction pattern showed that the Ni+W+Si coating is composed of three phase structures, i.e., nickel, tungsten and silicon. The phase composition for the Ni+W+Si coating after thermal treatment in the air is markedly different. The main peaks corresponding to the W coexist with the new ones corresponding to new phases: NiWO4 and two forms of SiO2. X-ray diffraction pattern showed that the Ni+W+Mo+Si coating is composed of four phase structures, i.e., nickel, tungsten, molybdenum and silicon. The phase composition for the Ni+W+Mo+Si coating after thermal treatment in the air is also markedly different. This may be concluded from the presence new peaks corresponding to new phases: NiWO4, NiMoO4 and SiO2. The phase composition for the Ni coating after thermal treatment in the air is different in comparison with Ni as-deposited coating. The main peaks corresponding to the Ni coexist with the new ones corresponding to new phase: NiO, what suggests that the nickel coating was also oxidized. The electrochemical activity of thermally treated coatings was studied in the process of oxygen evolution reaction (OER) from 5 M KOH solution using electrochemical impedance spectroscopy (EIS) method. It was found that Ni+W+Mo+Si composite coating after thermal treatment in the air is characterized by enhanced electrochemical activity towards oxygen evolution as compared with Ni+W+Si and Ni coatings after thermal treatment in the air. This coating to characterize least values of the logarithm impedance module log |Z|, phase angle [phi], charge-transfer resistance Rct, and greatest values of double-layer capacitance Cdl. Thus obtained coating may be useful in application as electrode material for the oxygen evolution reaction.

PL

Powłoki kompozytowe Ni+W+Si i Ni+W+Mo+Si otrzymano poprzez elektroosadzanie krystalicznego niklu z elektrolitu zawierającego zawiesinę odpowiednich metalicznych i niemetalicznych składników (W, Mo i Si). Te powłoki otrzymano w warunkach galwanostatycznych (jdep. = 0,100 A cm-2) w temperaturze 338 K. Do celów porównawczych otrzymano również powłokę Ni, którą poddano identycznym badaniom jak pozostałe. Otrzymane powłoki zostały poddane obróbce cieplnej w atmosferze powietrza w temperaturze 973 K przez 1 godzinę. Obróbka cieplna otrzymanych powłok zmieniła ich skład fazowy. Rentgenowska analiza fazowa powłok Ni+W+Si po obróbce cieplnej w atmosferze powietrza wykazała obecność następujących faz: NiWO4, dwóch odmian SiO2 oraz występującej już wcześniej fazy W. Rentgenowska analiza fazowa powłok Ni+W+Mo+Si po obróbce cieplnej w atmosferze powietrza wykazała obecność nowych faz: NiWO4, NiMoO4 oraz SiO2. Natomiast rentgenowska analiza fazowa powłok Ni po obróbce cieplnej w atmosferze powietrza wykazała obecność nowej fazy NiO oraz występującej już wcześniej fazy Ni. Charakterystykę aktywności elektrochemicznej w procesie wydzielania tlenu w środowisku alkalicznym (5 M KOH) dla powłok po obróbce cieplnej w atmosferze powietrza prowadzono metodą elektrochemicznej spektroskopii impedancyjnej. Stwierdzono, że powłoka kompozytowa Ni+W+Mo+Si po obróbce cieplnej charakteryzuje się podwyższoną aktywnością elektrochemiczną w procesie wydzielania tlenu w porównaniu do powłok Ni+W+Si i Ni po obróbce cieplnej. Powłoka kompozytowa Ni+W+Mo+Si po obróbce cieplnej charakteryzuje się najmniejszymi wartościami logarytmu modułu impedancji log |Z|, kąta przesunięcia fazowego [phi] i oporu przeniesienia ładunku Rct oraz największymi wartościami pojemności warstwy podwójnej Cdl . Tak otrzymana powłoka może być zastosowana jako materiał elektrodowy w procesie wydzielania tlenu.