Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Nanostructure effect on the electrochemical response of titanium

Sotniczuk A., Zwolińska M., Sozańska M., Królikowski A., Garbacz H.

Inżynieria Materiałowa

|

2016

|

Vol. 37, nr 6

311--316

EN

The purpose of this work was to investigate the influence of nanostructure on titanium corrosion resistance in physiological saline (0.9% NaCl). In order to obtain the nanostructure the titanium rod was processed through multiple hydrostatic extrusion (HE). Corrosion tests included electrochemical impedance (EIS) and potentiodynamic (PD) measurements. EIS tests were performed after 2 and 24 hours of immersion in 0.9% NaCl. Potentiodynamic measurements were carried out immediately after the last impedance test. Profilometric examination was used to check whether the samples were equally prepared for corrosion measurements. After corrosion tests a scanning electron microscope (SEM) was used to characterize the morphology of the surface. Corrosion tests revealed the positive influence of nanostructure on titanium corrosion resistance. Moreover, the differences observed were larger in the case of a shorter time of immersion in physiological saline. Hence, it might be surmised that the rate of the passivation process depends on titanium grain size. The microscopic characterization of the surfaces of samples after the corrosion test indicated differences in the surface morphology. The passive film formed on the nanocrystalline sample was more compact and homogenous than on the microcrystalline one. The different number of structural defects in micro- and nanocrystalline titanium might be the reason for the observed phenomena. Due to their higher energy, structural defects could be preferential sites for the nucleation of passive layers. Consequently, the rate of passivation should be higher for nanocrystalline materials. Furthermore, the high volume fraction of structural defects also explained the existence of more tight and uniform passive layer on the nanocrystalline titanium. Good corrosion resistance in physiological saline means that nanotitanium could be an attractive material for biomedical applications.

PL

Celem pracy była analiza wpływu nanostruktury na odporność korozyjną tytanu w roztworze soli fizjologicznej (0,9% NaCl). Zakres pracy obejmował badania korozyjne materiału mikrokrystalicznego i w stanie nanokrystalicznym. Nanokrystaliczny tytan uzyskano metodą wyciskania hydrostatycznego. Przedstawiono również opis budowy warstw pasywnych po przeprowadzonych próbach korozyjnych.

2

The Identfication Procedure for The Constitutive Model of Elasto-Viscoplasticity Describing the Behaviour of Nanocrystalline Titanium

Nowak Z., Perzyna P.

Engineering Transactions

|

2014

|

Vol. 62, iss. 3

221--240

EN

The main objective of the present paper is the description of the behaviour of the ultrafinegrained (UFG) titanium by the constitutive model of elasto-viscoplasticity with the development of the identification procedure. We intend to utilize the constitutive model of the thermodynamical theory of elasto-viscoplasticity for description of nanocrystalline metals presented by Perzyna [21]. The identification procedure is based on experimental observation data obtained by Jia et al. [11] for ultrafine-grained titanium and by Wang et al. [25] for nanostructured titanium. Hexagonal close-packed (hcp) ultrafine-grained titanium processed by sever plastic deformation (SPD) has gained wide interest due to its excellent mechanical properties and potential applications as biomedical implants.

3

Effect of nanostructure on the Ti Grade2 properties

Garbacz H.

Inżynieria Materiałowa

|

2010

|

Vol. 31, nr 3

777-780

EN

The aim of this paper was to examine the effect of structure refinement on the performance properties of commercially pure titanium. Nanocrystalline titanium was produced by a hydrostatic extrusion. The mechanical properties, corrosion resistance and thermal stability of the nanocrystalline titanium were examined. The reference materials were microcrystalline titanium and Ti6Al4V alloy. It has been found that nanocrystalline titanium has very good mechanical properties comparable with those of the Ti6Al4V alloy. The thermal stability of n-Ti was studied by measuring the microhardness change at various annealing temperature. The nanocrystalline titanium was thermal stable up to a temperature of 400°C. The corrosion resistance of the nanocrystalline titanium was examined in two solutions: 0.9% NaCl and 0.9 NaCl + 0.1% NaF. It appeared that the grain refinement can be beneficial to the corrosion resistance of Ti in aggressive environment (solution added with fluorine ions), The thorough examinations of the nanocrystalline titanium have shown that it can be considered to be a competitive material to the titanium alloy used in implants thus far.

PL

Celem pracy była analiza wpływu rozdrobnienia ziarna na właściwości użytkowe technicznego tytanu Grade2. Nanokrystaliczny tytan otrzymano metodą wyciskania hydrostatycznego. Badano właściwości mechaniczne, stabilność termiczną i odporność na korozję nanokrystalicznego tytanu. Materiałami odniesienia były mikrokrystaliczny tytan i stop Ti6Al4V. Stwierdzono, że nanokrystaliczny tytan ma bardzo dobre właściwości mechaniczne, porównywalne ze stopem Ti6Al4V. Stabilność termiczną wyznaczano na podstawie pomiarów mikrotwardości w rożnej temperaturze. Nanokrystaliczny tytan miał stabilne właściwości mechaniczne do temperatury 400°C. Odporność korozyjną n-Ti badano w dwóch roztworach: 0,9% NaCl i 0,9 NaCl + 0,1% NaF. Stwierdzono, że rozdrobnienie ziarna jest korzystne z punktu widzenia odporności na korozję tytanu w agresywnym środowisku (roztwór z dodatkiem jonów fluoru). Badania nanokrystalicznego tytanu wykazały, że może być on brany pod uwagę jako materiał konkurencyjny do stopu tytanu dotychczas stosowanego na implanty.

4

Odporność na korozję nanokrystalicznego tytanu do zastosowań biomedycznych

Ura-Bińczyk E., Garbacz H., Lewandowska M.

Engineering of Biomaterials

|

2010

|

Vol. 13, no. 96-98

40--44

PL

Celem przeprowadzonych badań było określenie wpływu rozdrobnienia ziarna na odporność na korozję w sztucznym płynie ustrojowym (SBF) komercyjnego tytanu Grade 2. Badaniom podano tytan w stanie wyjściowym o strukturze mikrometrycznej (μ-Ti) i po procesie hydroekstruzji o strukturze nanometrycznej (n-Ti) stosując polaryzację potencjodynamiczną, elektrochemiczną spektroskopię impedancyjną (EIS) oraz analizując zmiany potencjału korozyjnego w czasie. Na podstawie otrzymanych wyników stwierdzono, że n-Ti ma wyższy potencjał korozyjny niż jego grubokrystaliczny odpowiednik. Przebiegi obu krzywych polaryzacyjnych są podobne, a istotne różnice występują powyżej 1200 mVSCE. Badania impedancyjne wskazują, że warstwa pasywna wytworzona na n-Ti jest mniej zwarta i bardziej porowata.

EN

Nanocrytalline titanium (n-Ti) produced by hydroextrusion process was evaluated in terms of corrosion resistance in simulated body fluid (SBF) using variation of corrosion potential, potentiodynamic polarization and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The results obtained revealed higher corrosion potential of n-Ti and similar polarization behavior to that of μ-Ti. The EIS results indicate that the passive film formed on n-Ti is less compact and more porous.