Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Corrosion resistance of Ti-6Al-4V alloy with oxidized nitride coatings in Ringer's solution

Pohrelyuk I., Fedirko V., Tkachuk O., Proskurnyak R.

Inżynieria Powierzchni

|

2015

|

nr 1

38--46

EN

The corrosion properties of Ti-6Al-4V alloy with oxynitride coatings formed by both the low-temperature oxidation and the subsequent high-temperature oxidation of pre-formed nitride coatings were investigated in a simulated body fluid (Ringer's solution) at the temperatures of 36оС and 40оС. The modification by oxygen of the nitride coating formed at pN2 = 1 Pа improves the corrosion resistance of Ti-6Al-4V alloy in the solution at both temperatures. At the same time the modified by oxygen nitride coatings formed at pN2 = 105 Pа show worse corrosion protection than nitride coatings. At both temperatures of Ringer's solution the oxynitride coating provides Ti-6Al-4V alloy the better corrosion resistance at higher content of oxygen in a composition of titanium oxynitride. By increasing the temperature of the solution from 36оС to 40оС the corrosion protection of the alloy by oxynitride coatings is somewhat reduced.

PL

Zbadano w roztworze Ringera w temperaturze 36оС i 40оС właściwości korozyjne stopu Ti-6Al-4V z powłokami tlenoazotkowymi utworzonymi przez utlenianie w niskiej temperaturze i następne utlenianie w wysokiej temperaturze wstępnie uformowanych powłok azotku. Modyfikacja tlenem powłoki utworzonej z azotku przy pN2 =1 Pа polepsza odporność na korozję stopu Ti-6Al-4V w roztworze Ringera w obu temperaturach. W tym samym czasie modyfikacji tlenem powłoka azotku utworzona przy pN2 = 105 Pа wykazuje gorszą ochronę przed korozją niż powłoki azotkowe. W obu temperaturach roztworu Ringera powłoka tlenoazotkowa zapewnia stopowi Ti-6Al-4V lepszą odporność na korozję przy wyższej zawartości tlenu w tlenoazotku tytanu. Poprzez podwyższenie temperatury roztworu z 36оС do 40оС zabezpieczenie antykorozyjne stopu powłokami tlenoazotkowymi jest nieznacznie zmniejszone.

2

Hydroxyapatite growth on cotton fibers modified chemically

Caselis J L V, Cervantes E R, Cortes G T, Serrano R A, Rosas E R

Materials Science Poland

|

2014

|

Vol. 32, No. 3

436—441

EN

We have prepared carboxymethyl cellulose fibers (CMC) by chemically modifying cotton cellulose with monochloroacetic acid and calcium chloride solution. This modification favored the growth of hydroxyapatite (HAP) on the surface of the CMC fibers in contact with simulated body fluid solutions (SBF). After soaking in SBF for periods of 7, 14 and 21 days, formation of HAP was observed. Analysis by scanning electron microscopy and X-ray diffraction showed that crystallinity, crystallite size, and growth of HAP increased with the soaking time. The amount of HAP deposited on CMC fibers increased greatly after 21 days of immersion in the SBF, while the substrate surface was totally covered with hemispherical aggregates with the size of the order of 2 microns. Elemental analysis showed the presence of calcium and phosphate, with calcium/phosphate atomic ratio of 1.54. Fourier transform infrared spectroscopy bands confirmed the presence of HAP. The results suggest that cotton modified by calcium treatment has a nucleating ability and can accelerate the nucleation of HAP crystals.

3

Surface treatment of a Ti6Al7Nb alloy by plasma electrolytic oxidation in a TCP suspension

Kazek-Kęsik A., Dercz G., Kalemba I., Michalska J., Piotrowski J., Simka W.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2014

|

Vol. 14, no. 4

671--681

EN

In this work, we describe surface modifications to a Ti6Al7Nb alloy resulting from plasma electrolytic oxidation (PEO) in two different solutions: one containing 0.1 mol/dm3 Ca(H2PO2)2 and 100 g/dm3 TCP (tricalcium phosphate) and another containing 0.1 mol/dm3 Ca(H2PO2)2, 25 g/dm3 TCP and 1 g/dm3 NH4F. As a result of the PEO process, a porous oxide layer containing incorporated calcium and phosphorous compounds was formed on the Ti6Al7Nb alloy surface. The morphology and chemical composition of the Ti6Al7Nb alloy samples were investigated using scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX) and X-ray diffraction (TL-XRD). The contact angle and roughness of the oxide layer were measured. The anodized samples exhibited a higher surface roughness than the non-modified Ti6Al7Nb alloy. Bioactivity investigations using an SBF solution confirmed the formation of apatite on the anodized surfaces. Additionally, the modified surface of the titanium alloy exhibited a higher corrosion resistance than as-ground examples due to the formation of a thin oxide layer on the surface.

4

Skuteczność ochronna powłok ceramicznych typu SiO2-Al2O3-ZrO2 otrzymywanych metodą zol-żel na stali 316L eksponowanej w płynach ustrojowych

Chęcmanowski J. G., Szczygieł B.

Ochrona przed Korozją

|

2011

|

nr 7

417-424

PL

Na powierzchni stali 316L otrzymano metodą zol-żel pięciowarstwowe powłoki SiO2- Al2O3-ZrO2, spiekane w temperaturze 200 lub 500°C, o różnej zawartości cyrkonu. Zastosowano prekursory: tetraetoksysilan (TEOS), tri-sec-butanolan glinu (TBA) i tetraetoksycyrkonian (ZrEt). Stosunek molowy Si:Al:Zr wynosił: 1:1:1, 1:1:0,1 oraz 1:1:0,01. Próbki niepokrytej stali 316L oraz z powłokami SiO2- Al2O3-ZrO2eksponowano w płynach ustrojowych: Ringera lub sztucznej krwi (SBF). Na podstawie badań potencjodynamicznych wyznaczano: potencjał korozyjny (Ekor); gęstość prądu przy potencjale -750 mVNEK(iE=-750mV, obszar katodowy); potencjał przejścia katodowo-anodowego (EK-A); opór polaryzacyjny (Rp); gęstość prądu korozyjnego (ikor), przepuszczalność powłok (P). Stwierdzono, że otrzymane powłoki SiO2- Al2O3-ZrO2 spełniają funkcję ochronną dla podłoża ze stali 316L, a także stanowią warstwę aktywnej bioceramiki, na której prawdopodobnie osadza się ceramika apatytowa, np. hydroksyapatyt.

EN

The five-layer SiO2- Al2O3-ZrO2coatings were prepared with sol-gel method, sintering at the temperature 200 or 500°C at various contents of zirconium on stainless steel type 316L. Tetraethoxysilane (TEOS), aluminum sec-butoxide (TBA) and zirconium(IV) ethoxide (ZrEt) were used as a precursor. The molar ratio Si:Al:Zr were obtained: 1:1:1, 1:1:0.1 and 1:1:0.01. The samples stainless steel 316L without coatings and steel 316L with SiO2- Al2O3-ZrO2coatings were exposited in various physiological solutions: Ringer solution or simulated body fluid (SBF). On the basis of potentiodynamic measurements: corrosion potential (Ekor); current density at potential -750mVNEK ( iE=-750mV, cathodic area); cathodic to anodic transition potential (EK-A); polarization resistance (Rp); current corrosion density (ikor) and through-coatings porosity (P) have been determined. The ceramic coatings type SiO2- Al2O3-ZrO2 performs a double function: protective properties in the physiological solutions and bioactive ceramic, on which the surface probably deposited hydroxyapatite.

5

Mineralization and degradation of poly(ε -caprolactone) / hydroxyapatite electrospun membranes

Rajzer I., Kwiatkowski R., Sarna E., Janicki J.

Engineering of Biomaterials

|

2011

|

Vol. 14, no. 106-108

5--9

EN

The aim of this work was to study mineralization and degradation behavior of poly(ε-caprolactone) membranes modified with hydroxyapatite. The membranes have been obtained by electrospinning method. In vitro mineralization and degradation processes were carried out in simulated body fluid (SBF) as the release medium. The weight loss of the samples, water uptakes, pH and calcium, potassium, sodium ions concentrations of the solutions were determined. The chemistry and microstructure of the membranes after different times of incubation in SBF were characterized using SEM, FTIR, and XRD methods. The results of in vitro study in SBF indicate that incorporation of n-HAp strongly activates precipitation of the apatite like materials on the surface of nanofibers.

6

Effect of fluorides on bioactivity of titania nanotubes in SBF solution – by EIS studies

Krasicka-Cydzik E., Białas-Heltowski K., Głazowska I., Klekiel T., Kaczmarek A.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2011

|

Vol. 51, nr 1

33-39

EN

Purpose: The influence of fluorides concentration in anodizing electrolyte on deposition of calcium phosphates Ca-O-P on titania nanotubes immersed in simulated body fluid (SBF) has been examined. Design/methodology/approach: The electrochemical impedance spectroscopy (EIS) was used to monitor the process of deposition of calcium phosphates on titanium foils covered with titania nanotubes formed by anodizing in 1 M H3PO4 with various amounts of fluorides ranging from 0.2 wt% to 0.4 wt%. The changes in impedance characteristics combined with results of SEM and EDS analyses were used to evaluate the bioactivity of nanotubes in SBF and find out the relation between the morphology of deposits and the concentration of fluorides in the anodizing electrolyte. Findings: The obtained results confirmed that titania nanotubes strongly favour the deposition of calcium phosphates (HAp) during the first 24 hours. However, the behavior of titania nanotubes formed in the electrolytes of various fluoride content differ afterwards when immersed longer in SBF solution. Particularly, contrary to other samples, the amount of deposits on nanotubes formed in 1 M H3PO4+0.30% wt. HF decreases significantly about 72 hours after immersing and these observations are recorded by both the SEM/EDS examination and XPS results. The corresponding changes in impedance parameters are noticed. Practical implications: Development of the method to cover titanium implant materials with nanoporous anodic layer, enriched in phosphates and fluorides- both ions highly supporting bioactivity, enables new applications in implantology and biosensing. Originality/value: Bioactivity is highly desirable property of implant materials. The phenomena observed during immersion in SBF solution by the Electrochemical Impedance Spectroscopy are related to the amount of fluorine in titania nanotubes. The explanation of this behavior and its consequence to bioactivity is proposed.

7

Właściwości ochronne powłok ceramicznych wytworzonych metodą zol-żel w środowisku płynów fizjologicznych

Chęcmanowski J., Szczygieł B.

Ochrona przed Korozją

|

2010

|

nr 4-5

201-205

PL

Metodą zol-żel otrzymano pięciowarstwowe powłoki ochronne ZrO2-TiO2 na stali 316L, spiekane w temperaturze 300°C. Powłoki ceramiczne osadzano metodą zanurzeniową z zolu, w którym prekursorem był tetrabutanolan zyrkonu (ZrBu) oraz tetrabutanolan tytanu (TiBu). Próbki niemodyfikowanej stali 316L oraz stali z powłokami ZrO2-TiO2 eksponowano w płynach ustrojowych: roztworze Hank'a, roztworze Ringera, roztworze sztucznej krwi (SBF) oraz roztworze Tyrode'a. Na podstawie badań potencjodynamicznych wyznaczano: potencjał korozyjny (E'); gęstość prądu przy potencjale -750 mVNEK (iE = -750mV, obszar katodowy); potencjał przejścia katodowo anodowego (EK-A); opór polaryzacyjny (Rp); gęstość prądu korozyjnego (i0) oraz przepuszczalność powłok (P). Stwierdzono, że otrzymane powłoki ZrO2-TiO2 spełniają funkcję ochronną podłoża stali 316L, a także stanowią warstwę aktywnej bioceramiki, na której osadza się hydroksyapatyt. Skład chemiczny płynów ustrojowych wpływa na odporność korozyjną stali 316L.

EN

The five-layer ZrO2-TiO2 protective coatings were prepared with sol-gel method, sintering at the temperature 300°C on stainless steel type 316L. The ceramic coatings were deposited from sol with the dip-coating method. Zirconium(IV)butoxide (ZrBu) and titanium(IV)butoxide (TiBu) ware used as a precursor. The samples stainless steel 316L without coatings and steel 316L with ZrO2-TiO2 coatings were exposition in various physiological solutions: Hank solution, Ringer solution, simulated body fluid (SBF) and Tyrode solution. On the basis of potentiodynamic measurements: corrosion potential (E'); current density at potential -750 mVNEK (iE = -750mV, cathodic area); cathodic to anodic transition potential (EK-A); polarization resistance (Rp); current corrosion density (i0) and through-coatings (P) have been determined. The ceramic coatings type ZrO2-TiO2 performs a double function: protective properties in the Simulated Body Fluid and bioactive ceramic, on which the surface deposited hydroxyapatite. The effect of chemical composition various physiological solutions on corrosion resistance steel 316L.

8

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.

9

Powłoki ceramiczne SiO2-Al2O3 otrzymywane metodą zol-żel na powierzchni tytanu eksponowane w roztworze sztucznej krwi

Chęcmanowski J., Szczygieł B., Głuszek J.

Ochrona przed Korozją

|

2009

|

nr 4-5

133-137

PL

Metodą zol-żel otrzymano trójwarstwowe powłoki ochronne SiO2-Al2O3 na tytanie, spiekane w temperaturze 200oC. Powłoki ceramiczne osadzano metodą zanurzeniową z zolu, w którym prekursorem był tetraetoksysilan (TEOS) oraz tri-sec-butanolan glinu (TBA). Próbki eksponowano w roztworze sztucznej krwi odpowiednio: 10 minut, 7 oraz 14 dni. Na podstawie badań potencjodynamicznych wyznaczano: potencjał korozyjny (E'); gęstość prądu przy potencjale -750 mVNEK (iE=-750mV, obszar katodowy); potencjał przejścia katodowo-anodowego (EK-A); opór polaryzacyjny (Rp); gęstość prądu korozyjnego (io) oraz przepuszczalność powłok (P). Stwierdzono, że otrzymane powłoki SiO2-Al2O3 spełniają funkcję ochronną podłoża tytanu, a także stanowią warstwę aktywnej bioceramiki, na której osadza się hydroksyapatyt (potwierdzony zdjęciami SEM).

EN

Tri-layer SiO2-Al2O3 protective coatings were prepared with sol-gel method, sintering at the temperature 200oC on titanium. The ceramic coatings were deposited from sol with the dip-coating method. Tetraethoxysilan (TEOS) and aluminium tri-secbutoxide ware used as a precursor. On the basis of potentiodynamic measurements: corrosion potential (E') at various time exposition samples in Simulated Body Fluid (SBF); current density at potential -750 mVNEK (iE=-750mV, cathodic area); cathodic to anodic transition potential (EK-A); polarization resistance (Rp); current corrosion density (io) and through-coatings (P) have been determined. The ceramic coatings type SiO2-Al2O3 performs a double function: protective properties in the Simulated Body Fluid and bioactive ceramic, on which the surface deposited hydroxyapatite (acknowledgement o SEM).

10

Mechanical properties of biodegradable bone cement composites

Iskander B. A., Kamel N. A.

Górnictwo i Geoinżynieria

|

2009

|

R. 33, z. 4

119-133

EN

A material that can be used as a scaffold in tissue engineering must satisfy a number of requirements. These include biocompatibility, biodegradation to non toxic products within the time frame required for the application, process ability to complicated shapes with appropriate porosity, ability to support cell growth and proliferation, and appropriate mechanical properties, as well as maintaining mechanical strength during most part of the tissue regeneration. In the present work, the bone cement composites were prepared by mixing different ratios of calcium sulfate dehydrate (CaSO4.2H2O) filler (60, 65 and 70 wt%) with the polyester resin/NV, MMA, NV/MMA monomers mixture. The biodegradability of PSF crosslinked with NV, MMA and NV/MMA loaded with 60% gypsum was studied using Simulated Body Fluid SBF (pH 7.3) in vitro medium. The degradation rate of fumarate based polyesters as well as bone cement composites were measured as the percentage of weight loss over time of exposure to the SBF solutions. The mechanical properties showed different behavior according to the bone cement concentration. The compressive strength and the microstructure were also studied before and after immersing in SBF solution.

PL

Materiał, który może zostać zastosowany jako kościec w inżynierii anatomicznej musi spełniać szereg wymogów. Są to biokompatybilność, biodegradacja do produktów nietoksycznych w czasie wymaganym do implementacji, zdolność adaptacji do skomplikowanych form o odpowiedniej porowatości, zdolność do wspomagania wzrostu komórek i proliferacji oraz odpowiednie właściwości mechaniczne, jak również utrzymywanie siły mechanicznej podczas większości procesu regeneracji tkanki. W pracy przygotowano cementowe kompozyty kości poprzez zmieszanie w różnych proporcjach (60, 65 oraz 70%) wypełniacza, którym był dwuwodzian siarczanu wapnia CaSO4.2H2O z mieszaniną monomerów żywicy poliestrowej NV, MMA oraz NV wraz z MMA. Biodegradowalność PSF w połączeniu z NV, MMA oraz NV/MMA wypełniona w 60% gipsem była badana za pomocą Simulated Body Fluid (pH 7,3) w ośrodku vitro. Stopień degradacji poliestrów oraz cementowych kompozytów kostnych był mierzony jako utrata wagi w czasie działania roztworów SBF. Właściwości mechaniczne okazały się różne w zależności od koncentracji cementu kostnego. Siła kompresji i mikrostruktura były również badane przed i po imersji w roztworze SBF.

11

Effect of simulated body fluid on the microstructure of melt spun composite fibers

Rajzer I., Rom M., Fabia J., Sarna E., Biniaś D., Zima A., Ślósarczyk A., Janicki J.

Engineering of Biomaterials

|

2009

|

Vol. 12, no. 88

2--4

EN

Polylactic acid (PLA) offers unique features of biodegradability and thermal processability, that offer potential applications in medicine. PLA can be transformed into fibers by spinning enabling then subsequent fabrication of desirable three dimensional fabrics which may be used as scaffolds for tissue engineering applications. Incorporation of synthetic nano-hydroxyapatite into the fibrous polymer matrix can enhance bioactive properties of the prospective scaffold. In the present work, the method of production of composite fibers based on polylactic acid (PLA) and nano-hydroxyapatite (n-HAp) is proposed. Obtained fibers have shown excellent apatite-forming ability when immersed in simulated body fluid.