Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Measurements of nanohardness and elasticity modulus of titanium after magnetoelectropolishing

Hryniewicz T., Rokosz K., Valicek J., Rokicki R., Harnicarova M., Vylezik M.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2013

|

R. 59, nr 7

676--679

EN

Nanohardness is one of the main mechanical properties of the studied metal surface after electropolishing operations. The nanoindentation measurements were performed on CP-titanium biomaterial after its treatment under a standard electropolishing (EP) and magnetoelectro-polishing (MEP) conditions, with abrasive polishing (MP) performed on the samples for reference. In the studies, both the Young’s modulus of elasticity and nanohardness were investigated. It was found that the mechanical properties of titanium biomaterial indicated an evident dependence on the type and conditions of surface treatment. After magnetoelectropolishing (MEP) operation a considerable change in mechanical properties of the same Ti biomaterial was observed. One may state that the mechanical properties obtained on the titanium samples both after abrasive polishing (MP) and after a standard electropolishing (EP) are very different from those gained on the magnetoelectropolished titanium sample.

PL

Nanotwardość jest jedną z ważniejszych cech mechanicznych powierzchni metali po obróbce elektropolerowaniem. W tradycyjnych badaniach twardości materiału, diamentowa końcówka wgłębnika służy badaniu twardości i modułu sprężystości. Pod obciążeniem wgłębnika następują odkształcenia sprężyste i plastyczne. Dobór wielkości obciążenia uzależniony jest od celu badania – samego materiału, czy też warstewek pasywnych powstałych na powierzchni metalu po określonej obróbce wykończającej. W artykule przedstawiono wyniki pomiarów metodą nanoindentacji próbek tytanu o czystości komercyjnej po polerowaniu elektrolitycznym w warunkach standardowych (EP), i magnetoelektro-polerowaniu (MEP), oraz po polerowaniu ściernym (MP) próbek, które posłużyły jako odniesienie. Badano moduł sprężystości Younga oraz nanotwardość materiału. Wyniki badań pokazują, że własności mechaniczne tytanu zależą od rodzaju i warunków obróbki wykończającej. Po magnetoelektropolerowaniu (MEP) wyniki nanoindentacji różnią się zasadniczo od analogicznych wyników uzyskanych po standardowym elektropolerowaniu (EP) i po polerowaniu ściernym (MP). Taka zmiana zasadniczo wpływa na poprawę odporności na przeginanie, zginanie i skręcanie biomateriału.

2

Biomateriały tytanowe wytwarzane metodą hybrydową łączącą proces IBSD z obróbką w warunkach wyładowania jarzeniowego

Sobiecki J. R., Rajchel B., Wierzchoń T.

Inżynieria Materiałowa

|

2012

|

Vol. 33, nr 4

248--251

PL

W artykule przedstawiono badania mikrostruktury, odporności korozyjnej, odporności na zużycie przez tarcie powłok węglowych wytworzonych metodą IBSD na stopie tytanu Ti-6Al-4V poddanym uprzednio obróbce węgloazotowania w warunkach wyładowania jarzeniowego. Wytworzone warstwy typu Ti(CN) + Ti 2N + αTi(N) charakteryzują się dobrą odpornością na korozję i wysoką odpornością na zużycie przez tarcie, a także dobrą biozgodnością. Wykazano, że metodą IBSD można wytworzyć powłokę węglową na węgloazotowanym stopie tytanu charakteryzującą się drobnokrystaliczną budową, o dobrej przyczepności do podłoża, polepszającą odporność korozyjną i zwiększającą odporność na zużycie przez tarcie stopu Ti-6Al-4V powszechnie stosowanego w medycynie. W skład powłoki wchodzi zarówno faza diamentowa, jak i grafitowa, przy czym ilość tej pierwszej oszacowano na około 40%. Jest to warstwa perspektywiczna do zastosowań medycznych z uwagi na właściwości powłok NCD i warstwy Ti(C, N) + Ti2N + αTi(N).

EN

The paper contains the research of the microstructure, corrosion resistance, wear resistance of carbon coatings produced by IBSD method on the Ti-6Al-4V titanium alloy subjected to the carbonitriding process using the glow discharge conditions. The produced layers Ti(C, N) + Ti 2N + Ti(N) type have good corrosion resistance, high wear resistance and good biocompability. It was revealed that using the IBSD method there is a possibility to obtain carbon coating of nanocrystalline structure on carbonitrided titanium alloy which has good adhesion to the substrate. The coating improves the corrosion resistance and wear resistance of the Ti-6Al-4V titanium alloy commonly used in medicine. The investigation of carbon coating showed that there are two phases: diamond phase (about 40%) and graphite phase (about 60%). Taking into the consider the layer properties of this is a perspective layer for medical applications.

3

Modyfikacja powierzchni tytanu metodami plazmochemicznymi

Januś M., Konefał-Góral J., Małek A., Kluska S., Jonas S.

Engineering of Biomaterials

|

2012

|

Vol. 15, no. 116-117 spec. iss.

82--85

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań nad modyfikacją powierzchni tytanu Ti Grade 2 warstwami a-C: H i a-C:N:H oraz warstwami węgloazotku krzemu SiCxNy(H) przy zastosowaniu metody chemicznego osadzania z fazy gazowej ze wspomaganiem plazmowym MWCVD (2kW, 2.45GHz) oraz RFCVD (400W, 13.45MHz). W roli prekursorów gazowych zastosowano NH3, N2, CH4, H2, SiH4 oraz Ar. Określono zachowanie korozyjne w roztworze sztucznej śliny otrzymanych układów warstwa-podłoże metaliczne w porównaniu z niemodyfikowanymi metalami.

EN

The paper presents results of research on titanium Ti Grade 2 surface modification with a-C:H, a-C:N:H and silicon carbonitride SiCxNy(H) layers synthesis by plasma assisted chemical vapour deposition method MWCVD (2kW, 2.45GHz) and RFCVD (400 W, 13.45MHz). As a gas precursors NH3, N2, CH4, H2, SiH4 and Ar were used. Corrosion behaviour of obtained systems in the solution of artificial saliva determined in comparison with the unmodified metal.

4

Kształtowanie właściwości biologicznych implantowanej jonami wapnia dyfuzyjnej warstwy fosforku tytanu wytworzonej na stopie Ti6Al4V

Truszkowski J., Rajchel B., Czarnowska E., Wierzchoń T.

Inżynieria Materiałowa

|

2010

|

Vol. 31, nr 4

1265-1269

PL

Tytan i jego stopy cechują się unikalną kombinacją właściwości fizykochemicznych oraz dobrą biozgodnością w środowisku tkankowym, dzięki czemu znajdują coraz szersze zastosowanie w medycynie. Główne problemy uniemożliwiające szersze wykorzystanie stopów tytanu w aplikacjach medycznych, to niska odporność na zużycie przez tarcie oraz przechodzenie składników stopowych do otaczających implant tkanek. Prace dążące do wyeliminowania tych problemów są prowadzone m.in. w kierunku wykorzystania metod inżynierii powierzchni, w tym szeroko rozwijanych w ostatnich latach technik hybrydowych. W pracy zaprezentowano wyniki badań próbek uzyskanych w wyniku procesu implantacji jonów wapnia Ca2+ w wytworzoną metodą hybrydową warstwę fosforku tytanu Ti3P na stopie tytanu Ti6Al4V. Analizowano zmiany mikrostruktury i składu chemicznego oraz wpływ procesu implantacji na topografię i właściwości warstwy fosforku tytanu. Przeprowadzono również badania biologiczne w celu ustalenia wpływu tego procesu na biozgodność i bioaktywność wytworzonego materiału. Uzyskane warstwy cechują się lepszymi właściwościami mechanicznymi niż stop tytanu, a proces implantacji wapnia zwiększa biozgodność oraz sprzyja zjawisku osseointegracji.

EN

Titanium and its alloys are characterized by a unique combination of physicochemical properties and good biocompatibility in the tissue environment, as a result they are becoming more widely used in medicine. The main problems preventing wider use of titanium alloys in medical applications are low frictional wear resistance and the migration of alloying elements into the tissues surrounding the implant. Among others, research works aimed to eliminate the above problems are employing surface engineering methods, including widely developed in recent years, hybrid techniques. The paper presents the results of research of materials obtained in the process of calcium Ca2+ ion implantation into the titanium phosphide Ti3P layer produced by hybrid method on the titanium alloy Ti6Al4V. Changes in the microstructure (Fig. 1, Fig. 2), chemical composition (Tab. 1, Fig. 3) and the impact on the topography of the implantation process (Tab. 2, Tab. 3, Fig 4, Fig. 5), as well as the mechanical properties (Tab. 4, Fig. 6) of titanium phosphide layer were analyzed. The biological tests were carried out to determine the impact of implantation process on the biocompatibility and bioactivity of the produced material (Fig. 7, Fig. 8). The obtained layers are characterized by better mechanical properties than titanium alloy, and calcium ion implantation increases the biocompatibility and promotes osseointegration.

5

Wpływ parametrów procesu PACVD na budowę i właściwości synergicznych układów SiCxNy(H)/Ti

Konefał J., Małek A., Kluska S., Jonas S., Zimowski S.

Engineering of Biomaterials

|

2010

|

Vol. 13, no. 99-101

93--97

PL

Modyfikacja powierzchni tytanu i jego stopów, poprzez nanoszenie warstw technikami plazmowymi, uważana jest za jeden z najbardziej efektywnych i skutecznych sposobów poprawy ich parametrów użytkowych. W tej pracy przedstawiamy wyniki badań nad otrzymywaniem warstw węgloazotku krzemu SiCxNy(H) na podłożu Ti Grade 2 metodą chemicznego osadzania z fazy gazowej ze wspomaganiem plazmy generowanej mikrofalami (MWCVD, 2,45 GHz, 2 kW). Warstwy o różnej zawartości Si, C i N osadzano przy użyciu reaktywnych mieszanin gazowych o odpowiednio dobranym stężeniu składników: SiH4, CH4, NH3. Otrzymane materiały poddano analizie składu i budowy atomowej z zastosowaniem technik SEM/EDS i FTIR. Oceny użytkowych właściwości synergicznych układów „warstwa – podłoże” dokonano w badaniach właściwości tribologicznych.

EN

Operational parameters of titanium biomaterials may be effectively improved by application of layers of given chemical composition deposited with application of plasma techniques. This work reports the results concerning formation of SiCxNy(H) layers on Ti Grade 2 substrate. The layers were formed in plasma assisted chemical vapor deposition (PACVD system) with application of microwave (MW) plasma (MWCVD technique, 2,45 GHz, 2 kW). The layers of various Si, C and contents were obtained from reactive gas mixture of SiH4, CH4, NH3 at various ratios. The samples were subjected to chemical composition studies with SEM-EDS technique. FTIR spectra were used in the description of atomic structure of the layers. Operational properties of synergic layer-substrate systems were evaluated in the measurements of tribological parameters.

6

Odpowiedź biologiczna osteoblastów linii Soas-2 inkubowanych na warstwie Ti3P+(Ti-Ni) implantowanej jonami wapnia

Zajączkowska A., Borowski T., Rajchel B., Wierzchoń T., Czarnowska E.

Engineering of Biomaterials

|

2008

|

Vol. 11, no. 77-80

99--101

7

Bioceramiczne warstwy kompozytowe wytwarzane metodą hybrydową na stopie Ti6Al4V

Surowska B., Bieniaś J., Wierzchoń T., Ossowski M., Rokita M.

Engineering of Biomaterials

|

2008

|

Vol. 11, no. 73

15-17

8

Mikrostruktura i właściwości mikromechaniczne biomateriałów tytanowych

Moskalewicz T., Rakowski W., Czyrska-Filemonowicz A.

Inżynieria Biomateriałów

|

2002

|

R. 5, nr 23-25

33-38

PL

W pracy przeprowadzono szczegółową charakterystykę mikrostruktury warstw azotowanych wytworzonych w warunkach wyładowania jarzeniowego na stopach tytanu: Ti-1Al-1Mn i Ti-6Al-7Nb. Badania cienkich folii wykonanych z przekrojów poprzecznych próbek przy użyciu transmisyjnego mikroskopu elektronowego ujawniły nanokrystaliczną strukturę zewnętrznej warstwy azotowanej. Wykorzystując metodę dyfrakcji elektronów wykonano analizę faz występujących w warstwach azotowanych. Pomiary właściwości mikromechanicznych (mikrotwardość, moduł Younga) warstw azotowanych wykazały występowanie wyraźnej korelacji pomiędzy mikrostrukturą warstw, a ich właściwościami mikromechanicznymi. Na podstawie przeprowadzonych prób "scratch-test" stwierdzono, że warstwy azotowane mają dobrą przyczepność do badanych stopów tytanów.

EN

The aim of the present work detailed characterization of the microstructure of nitrided layers produced under glow discharge conditions on two titanium-alloys: Ti-1Al-1Mn and Ti-6Al-7Nb. Transmission electron microscopy investigations of cross-sectional thin foils, showed that the external nitrided sublayer exhibits nanocrystalline structure. Phase identification within the layers, was carried out by electron diffraction. The measurements of micromechanical properties (microhardness, Young modulus) of nitrided layers showed the correlation between the microstructure of surface layers and theirs micromechanical properties. The results of "scratch-tests" experiment showed that nitrided layers exhibits a good adhesion to the surface of titanium alloys investigated.