Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The Importance Of Surface Topography For The Biological Properties Of Nitrided Diffusion Layers Produced On Ti6Al4V Titanium Alloy

Wierzchoń T., Czarnowska E., Morgiel J., Sowińska A., Tarnowski M., Rogulska A.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 3

2153--2159

EN

Diffusion nitrided layers produced on titanium and its alloys are widely studied in terms of their application for cardiac and bone implants. The influence of the structure, the phase composition, topography and surface morphology on their biological properties is being investigated. The article presents the results of a study of the topography (nanotopography) of the surface of TiN+Ti2N+αTi(N) nitrided layers produced in low-temperature plasma on Ti6Al4V titanium alloy and their influence on the adhesion of blood platelets and their aggregates. The TEM microstructure of the produced layers have been examined and it was demonstrated that the interaction between platelets and the surface of the titanium implants subjected to glow-discharge nitriding can be shaped via modification of the roughness parameters of the external layer of the TiN titanium nitride nanocrystalline zone.

PL

Dyfuzyjne warstwy azotowane na tytanie i jego stopach są szeroko badane m. in. w aspekcie zastosowań na implanty kardiologiczne i kostne. Stąd też analizowany jest wpływ struktury składu fazowego, topografii i morfologii powierzchni na ich właściwości biologiczne. W artykule przedstawiono wyniki badań wpływu topografii (nanotopografii) powierzchni warstw azotowanych –TiN+Ti2N+αTi(N) wytwarzanych w niskotemperaturowej plazmie na stopie tytanu Ti6Al4V na adhezję płytek krwi i ich aglomeratów. Omówiono mikrostrukturę (TEM) wytwarzanych warstw i wykazano, że poprzez stan chropowatości powierzchni zewnętrznej strefy warstwy azotowanej – nanokrystalicznego azotku tytanu (TiN) można kształtować oddziaływanie płytek krwi z powierzchnią implantów tytanowych poddanych procesowi azotowania jarzeniowego.

2

Analiza struktury warstw azotowanych wytworzonych na stopie tytanu w różnych obszarach wyładowania jarzeniowego

Ossowski M., Borowski T., Wierzchoń T.

Inżynieria Materiałowa

|

2009

|

Vol. 30, nr 5

294-297

PL

Proces azotowania jarzeniowego znajduje coraz szersze zastosowanie w kształtowaniu właściwości tytanu i jego stopów w aspekcie zwiększenia odporności na zużycie przez tarcie, wytrzymałości zmęczeniowej, a także w medycynie do eliminacji zjawiska metalozy, tj. przechodzenia składników stopu do otaczających tkanek. W artykule przedstawiono struktury warstw azotowanych wytworzonych w tych samych procesach technologicznych na potencjale katody (klasyczna obróbka jarzeniowa) i w obszarze plazmy (tj. na podłożu odizolowanym od katody i anody). Przeprowadzone badania wykazały możliwości. obróbki na potencjale plazmy detali o złożonych kształtach, z zachowaniem ich niskiej klasy chropowatości i z eliminacją tzw. efektu krawędziowego.

EN

Glow discharge assisted nitriding process is increasingly used for modifying the properties of titanium and its alloys, with the aim to increase their frictional wear resistance, fatigue strength, and, in the case of medical applications, to eliminate the metalosis effect (i.e. the migration of the alloy constituents into the surrounding tissues). In the paper the structures of the nitrided layers produced on a titanium alloy using the same technological process, with the samples placed alternatively at the cathode potential (classical glow discharge assisted treatment) and in the plasma region (i.e. when the substrate is insulated from the cathode and anode) have been described. The experiments have shown that the treatment conducted at the plasma potential can be applied to parts with complicated shapes, with their low-class roughness being preserved and the so-called edge effect being eliminated.

3

Structura i właściwości mechaniczne powłok BN wytworzonych na stali 316 L azotowanej jarzeniowo w temperaturach 450 stopni C i 550 stopni C

Skołek E., Rakowski W., Kot M., Zimowski S., Burdyńska S., Mróz W., Wierzchoń T.

Inżynieria Materiałowa

|

2008

|

Vol. 29, nr 6

576-579

PL

Warstwy azotku boru charakteryzują się dużą odpornością korozyjną i odpornością na zużycie przez tarcie. Ze względu na charakter adhezyjny wytwarzanych powłok azotku boru konieczne jest stosowanie warstw przejściowych, np. azotowanych jarzeniowo, charakteryzujących się określoną twardością i topografią powierzchni. W artykule przedstawiono wyniki badań warstw wytworzonych metodami hybrydowymi łączącymi procesy azotowania jarzeniowego w temperaturze 450°C i 550°C z procesem impulsowego laserowego osadzania powłok azotku boru (metodą PLD). Wykazano wpływ zjawiska rozpylania katodowego i temperatury azotowania jarzeniowego podłoża ze stali 316L na skład fazowy, topografię powierzchni, adhezję, moduł Younga, twardość i odporność na zużycie przez tarcie osadzonych powłok azotku boru.

EN

Boron nitride layers are characterised by both high corrosion resistance and high frictional wear resistance. Since however the boron nitride coatings produced by PLD have an adhesive character, it is necessary to introduce buffer layers, such as e.g. glow discharge nitrided layers, whose hardness surface topography is shaped by cathode sputtering. The paper presents the results of examinations of the layers produced by hybrid processes, i.e. such that combine glow discharge assisted nitriding performed at 450°C and 550°C with a pulsed laser deposition of boron nitride coatings (PLD method). It has been shown that the phase composition, surface topography, adhesion, Young modul, hrdness and frictional wear resistance are dependent on kathode sputtering process and temperature of glow discgarge nitriding of AISI 316L steel.

4

Ocena odporności na zużycie ścierne stali 316L po procesach azotowania jarzeniowego

Olejnik M., Frączek T.

Inżynieria Materiałowa

|

2008

|

Vol. 29, nr 6

997-1000

PL

W niniejszej pracy podjęto próbę oceny wpływu parametrów procesów azotowania jarzeniowego na własności tribologiczne stali austenitycznej 316L. W celu doboru optymalnych parametrów azotowania autorzy niniejszego opracowania procesy azotowania przeprowadzili zgodnie z matematycznym planem doświadczeń przedstawionym na rysunku 1. Dla osiągnięcia założonych celów pracy przeprowadzono badania tribologiczne na testerze T-05 (rys. 2) zarówno próbek po procesach azotowania, jak i próbek ze stali 316L w stanie dostawy. Określono wpływ zadanych parametrów azotowania na ubytek masy próbek w teście ścieralności oraz wyznaczono współczynniki tarcia pary trącej. Dodatkowo wykonano pomiary twardości powierzchniowej metodą Knoppa na mikrotwardościomierzu FM-7. Stwierdzono, że każdy z obranych parametrów azotowania znacząco wpływa na wzrost odporności na zużycie ścierne stali 316L (rys.3), przy czym wraz ze wzrostem czasu i temperatury procesu azotowania odporność na zużycie ścierne ulega poprawieniu (rys. 3 i 4).

EN

This work the influence of glow discharge nitriding parameters on tribological properties of 316L steel was estimated. In order to select the optima parameters the nitriding processes were performed according to mathematical model presented in Figure 1. In order to obtain the assumed aims, the tribological tests of samples in initial stage and after nitriding on T-05 unit were performed (Fig. 2). The influence of nitriding parameters on weight loss of samples during tribological tests and on the friction coefficient was determined. Additionally the surfach hardness measurements by Knoop method were performed. It was stated a significantly influence of each chosen parameter on wear resistance of 316l steel (Fig. 3). By increasing of process time and temperature the wear resistance is improved (Fig. 3÷4).

5

Nanowarstwy ceramiczne jako warstwy pośrednie na stopie tytanu dla medycyny

Surowska B., Bieniaś J., Wierzchoń T., Pszczoła K.

Inżynieria Materiałowa

|

2008

|

Vol. 29, nr 6

661-663

PL

Biomateriały metaliczne są nadal niezastąpione w szeregu zastosowaniach medycznych ze względu na korzystne właściwości mechaniczne. Jednym z najważniejszych problemów jest sposób przygotowania powierzchni materiału do kontaktu z tkanką żywą. Obecnie najszerzej stosowane są warstwy ceramiczne, co stwarza konieczność uzyskania trwałego połączenia pomiędzy metalicznym podłożem, a ceramiczną powłoką. W pracy dokonano charakterystyki układów: stop Ti6Al4V-warstwa SiO2-TiO2 oraz stop Ti6Al4Vwarstwa TiN+Ti2N+?Ti(N)-warstwa SiO2-TiO2, przeznaczonych do pokrycia porcelaną stomatologiczną lub hydroksyapatytem. Warstwa SiO2-TiO2 wytwarzana była metodą zol-żel. Warstwa TiN+Ti2N+ alfaTi(N) otrzymywana była metodą azotowania jarzeniowego. W pracy przedstawiono wyniki badań odporności na zużycie ścierne przeprowadzonych metodą pin-on-disc w powietrzu i w sztucznym osoczu (simulated body fluid - SBF). Interpretacji wyników dokonano w powiązaniu z wcześniej wykonanymi i publikowanymi rezultatami badań mikrostrukturalnych i fazowych. Stwierdzono korzystne oddziaływanie SBF, obniżające współczynnik tarcia w obu przebadanych układach warstw oraz wyższą trwałość w SBF układu wielowarstwowego złożonego z warstwy azotowanej oraz krzemionkowo-tytanianowej.

EN

Metallic biomaterials are still irreplaceable at some medical applications because of their superior mechanical properties. One of an important issue is the method of material surface preparation for the contact with living tissue. Nowadays the ceramic layers are the more widely used. Therefore the good metal-ceramic bonding is very important. The Ti6Al4V alloy with SiO2-TiO2 layer and the multilayer system: Ti6Al4V - TiN+Ti2N+?Ti(N) - (SiO2-TiO2) were characterized. These hybrid systems are destined as intermediate layers under porcelain or hydroxyapatite. The SiO2-TiO2 layer was created with the use of the sol-gel method. The TiN+Ti2N+?Ti(N) layer was deposited by glow-discharge nitriding. Microstructural characteristics of multilayered systems (SEM) and wear resistance in air and in simulated body fluid SBF (pin-on-disc method) were analysed. It was found that the SBF has an advantageous influence on the decrease of the friction coefficient of both systems and the better wear resistance of multilayer system nitriding film with silica-titania film.