Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Modyfikacja powierzchni klamer kostnych NiTi z pamięcią kształtu poprzez niskotemperaturowe jarzeniowe azotowanie i tlenoazotowanie

Lekston Z., Wierzchoń T., Lelątko J., Stróż D., Cieplak J., Dybich J.

Engineering of Biomaterials

|

2014

|

Vol. 17, no. 128-129

57--60

PL

W pracy przedstawiono opis technologii niskotemperaturowego azotowania i tlenoazotowania jarzeniowego stopów NiTi z pamięcią kształtu. Opisano azotowanie jarzeniowe z wykorzystaniem zjawiska rozpylania katodowego, oraz warunki azotowania i utleniania jarzeniowego detali NiTi w jednym procesie technologicznym. Badania topografii powierzchni przed i po procesach jarzeniowej obróbki przeprowadzono metodą mikroskopii sił atomowych przy użyciu mikroskopu AMF firmy Veeco. Opracowane sposoby modyfikacji powierzchni zastosowano do azotowania i tlenoazotowania klamer NiTi do zespoleń złamań kości. Uzyskano klamry z jednorodnymi barwnymi warstwami. Stwierdzono podwyższenie temperatur odzysku kształtu klamer po obróbce jarzeniowej.

EN

The paper presents a description of the technology of low -temperature glow discharge nitriding and oxynitriding of NiTi shape memory alloys. Glow discharge nitriding that uses cathode sputtering and the conditions of the glow discharge nitriding and oxidation of the NiTi details in one process have been described. The studies of surface topography of NiTi samples before and after the process of the glow discharge nitriding and oxynitriding were conducted using a Veeco atomic force microscope (AFM). The developed methods have been used for nitriding and oxynitriding the surface of the NiTi staples for the fixation of bone fractures. In this way we obtained staples with uniform colored layers. The shape recovery temperature of the NiTi shape memory staples was increased after the glow-discharge treatment.

2

Mikrostruktura i właściwości warstw tlenoazotowanych wytworzonych w obróbce hybrydowej w niskotemperaturowej plazmie

Tarnowski M., Sowińska A., Oleksiak J., Borowski T., Czarnowska E., Wierzchoń T.

Engineering of Biomaterials

|

2013

|

Vol. 16, no. 120

13--18

PL

Szczególne właściwości tytanu i jego stopów, takie jak: niska gęstość, wysoka wytrzymałość właściwa oraz dobra odporność na korozję i korzystny moduł Younga w zestawieniu z powszechnie stosowanymi stalami chirurgicznymi na implanty kostne powodują, że znajdują one coraz szersze zastosowanie w medycynie. Obecnie jednym z rozwijanych kierunków badań w aspekcie poprawy biozgodności tytanu i jego stopów jest poprawa łączenia się implantu z kością poprzez zwiększenie adhezji oraz aktywacji płytek krwi. Cel ten można osiągnąć poprzez zastosowanie technik inżynierii powierzchni, takich jak metody PVD i CVD, implantację jonów oraz obróbki jarzeniowe, np. tlenoazotowanie w niskotemperaturowej plazmie. Celem niniejszych badań była ocena mikrostruktury (SEM), składu chemicznego (EDS), topografii powierzchni (profilometr optyczny), mikrotopografii oraz mikrochropowatości powierzchni (AFM), mikrotwardości, odporności korozyjnej w roztworze Ringera (metoda potencjodynamiczna) oraz biozgodności warstw tlenoazotowanych wytworzonych podczas procesu tlenoazotowania jarzeniowego w niskotemperaturowej plazmie w temperaturze 650°C. Dyfuzyjna warstwa typu TiO2+TiN+Ti2N+aTi(N) wytworzona na stopie tytanu Ti6Al4V charakteryzuje się wysoką twardością, dobrą odpornością korozyjną i wyższą, niż stop tytanu w stanie wyjściowym, twardością. Badania biozgodności w zakresie adhezji i aktywacji płytek krwi wykazały, że adherowały one w większym stopniu i wykazywały cechy większej aktywacji na warstwach tlenoazotowanych niż na stopie tytanu Ti6Al4V w stanie wyjściowym. Rezultaty wskazują, że wytworzenie warstwy tlenoazotowanej pozwala poprawić właściwości biomateriałów tytanowych w aspekcie integracji z kością.

EN

Specific properties of titanium and its alloys such as: low density, high tensile strength, good corrosion resistance and advantageous elastic modulus in comparison to commonly used surgical steels for bone implants are the reasons for their wider application in medicine. Nowadays, one of the most expandable directions of investigation in the aspect of enhancing biocompatibility of titanium and its alloys is improvement of platelets adhesion and activation to bone implant. This goal can be achieved through the use of several surface engineering methods like PVD and CVD methods, ion implantation and treatment in glow discharge conditions like low temperature plasma oxynitriding. This study was aimed to evaluate the microstructure (SEM), chemical composition (EDS), topography (optical profilometer), microtopography and microroughness (AFM), microhardness, corrosion resistance in Ringer solution (potentiodynamic method) and biocompatibility of oxynitrided surface layer produced at low temperature of glow discharge process. The diffusive surface layer of TiO2+TiN+T2N+aTi(N) type produced on Ti6Al4V titanium alloy exhibited advantageous properties such as high hardness, good corrosion resistance and higher than titanium alloy microhardness. Biocompatibility investigated in range of platelets adhesion and activation revealed that these cells adhered in higher extent and dislayed morphological features of larger activation on oxynitrided layer compared to titanium alloy. Results suggest that produced oxynitrided surface layer have a potential to improve titanium biomaterials in rage of integration with bone.

3

Wpływ parametrów procesu tlenoazotowania na właściwości użytkowe stopu Ti-6Al-4V

Januś M., Kluska S., Kyzioł K., Jonas S., Zimowski S.

Inżynieria Materiałowa

|

2012

|

Vol. 33, nr 3

177--180

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań dotyczących tlenozotowania stopu tytanu Ti-6Al-4V za pomocą chemicznego osadzania z fazy gazowej wspomaganego plazmą generowaną falami o częstotliwości radiowej (RFCVD 13,56 MHz, 300 W). Proces prowadzono w atmosferze gazów zawierających N2O i Ar w różnych proporcjach. Skład chemiczny i morfologię powierzchni badano metodą SEM/EDS. Badania odporności korozyjnej przeprowadzono przyspieszoną techniką polaryzacyjną w roztworze sztucznej śliny w temperaturze 37°C. Wyznaczono wartość współczynnika tarcia i wskaźnika zużycia uzyskanych materiałów. Otrzymane wyniki potwierdzają tezę, że najlepsze właściwości użytkowe zapewnia warstwa wierzchnia zawierająca azot oraz tlen. Stopy modyfikowane opisaną metodą charakteryzują się właściwościami pożądanymi w zastosowaniach medycznych.

EN

This work includes the results of studies on oxynitriding titanium and its alloy (Ti-6Al-4V) surface. This process has been carried out using the Chemical Vapour Deposition method with plasma, which was generated by radio frequency waves (RFCVD 13.56 MHz, 300 W). This process was carried out in an atmosphere containing N2O and Ar in various proportions. The chemical composition and morphology of the surface have been tested by SEM/EDS. The corrosive resistance test was accelerated with the polarisation technique in artificial saliva at 37°C. The friction coefficient and wear indicator were determined. These results confirmed conjectures that samples whose composition includes nitrogen and oxygen have the best usable properties. Materials modified in this way are promising for applications in medicine.

4

Tlenoazotowanie jonowe tytanu Grade 2 metodą active screen (AS)

Frączek T., Jasiński J., Olejnik M., Jasiński J. J., Skuta A.

Inżynieria Materiałowa

|

2012

|

Vol. 33, nr 3

173--176

PL

W pracy przedstawiono wpływ wariantów procesu tlenoazotowania jonowego metodą active screen na właściwości warstwy wierzchniej tytanu Grade 2. Próbki umieszczano na katodzie i w potencjale plazmy. Następnie zostały zasłonięte ekranem aktywnym (active screen – AS) wykonanym ze stopu tytanu. Tlenoazotowanie jonowe prowadzono w temperaturze 853 K (580°C) przez 20 h w atmosferze o składzie 83% N2; 15% H2; 2% O2; pod ciśnieniem 150 Pa. Ocenę wpływu stosowanych wariantów procesu na właściwości warstwy wierzchniej tytanu przeprowadzono na podstawie obserwacji mikroskopowych oraz wyników badań twardości, tribologicznych, odporności korozyjnej, składu fazowego i chemicznego. Stwierdzono, że wprowadzenie metody active screen do procesu tlenoazotowania znacznie poprawia właściwości eksploatacyjne wytwarzanej warstwy na podłożu tytanu technicznego Grade 2. Intensyfikuje także kinetykę procesu powstawania azotków na powierzchni podłoża.

EN

The effect of applied active screen ion oxynitriding parameters on Grade 2 titanium surface layer properties is presented in this paper. Specimens were set on a cathode, in plasma potential and covered with an active screen (AS). The process was performed at the following parameters: temperature 853 K (580°C), time 20 h, atmosphere composition 83% N2; 15% H2; 2% O2, pressure 150 Pa. Evaluation of the ion oxynitriding results was made by metallographic examination, hardness measurements, corrosion tests, XRD phase analysis and the GDEOS method. It was found that an active screen application during ion oxynitriding considerably improves the operational properties of Grade 2 titanium and intensifies the kinetics of a nitrides formation in the material surface layer.

5

Wpływ technologii spiekania proszku stali 316L na parametry użytkowe warstw azotowanych i tlenoazotowanych wytworzonych w procesach obróbek jarzeniowych

Kamiński J., Brojanowska A., Grądzka-Dahlke M., Kazior J., Wierzchoń T.

Ochrona przed Korozją

|

2011

|

nr 6

294-297

PL

W artykule określono parametry użytkowe spiekanych stali typu AISI 316L oraz warstw powierzchniowych (azotowanych i tlenoazotowanych) wytworzonych na nich w warunkach wyładowania jarzeniowego. Do badań użyto proszku stali 316L o strukturze nieregularnej o dominującej wielkości ziarna poniżej 45 žm. Określono właściwości użytkowe (m.in. odporność korozyjną, odporność na zużycie przez tarcie) materiału spiekanego w atmosferze wodoru pod ciśnieniem 600 MPa, w temperaturze 1250oC w porównaniu do materiału spiekanego w próżni przy identycznych parametrach technologicznych. Wykazano, że rodzaj zastosowanej atmosfery technologicznej w trakcie spiekania determinuje główne parametry użytkowe materiału. Badane stale spiekane poddano obróbkom powierzchniowym określając ich właściwości użytkowe w porównaniu do materiałów w stanie wyjściowym. Stwierdzono pozytywny wpływ obecności warstw azotowanych i tlenoazotowanych na odporność korozyjną oraz odporność na zużycie przez tarcie spiekanych stali typu AISI 316L.

EN

The paper presents comparative results of examinations of microstructure and properties of the nitrided and oxynitrided layers produced on sintered 316L steel by glowdischarge processes. The materials were sintered in two different atmospheres. It has been shown that sinter atmosphere has major influence on corrosion and wear resistance. It has been also shown that only nitrided and oxynitrided layers produced on steel sintered in hydrogen atmosphere can increase their corrosion resistance.

6

Warstwa wierzchnia stali austenitycznej AISI 316L po obróbce jarzeniowej

Frączek T., Olejnik M., Jasiński J.

Inżynieria Powierzchni

|

2011

|

nr 2

69-72

PL

W pracy przedstawiono wpływ tlenoazotowania jarzeniowego na właściwości warstwy wierzchniej stali austenitycznej AISI 316L. Proces przeprowadzono w temperaturze 733 K, przy ciśnieniu 150 Pa, w czasie 28,8 ks, w atmosferze reaktywnej 73% H2, 25% N2, 2% O2. Obrabiane elementy ułożono w komorze roboczej w dwóch wariantach: katoda, potencjał plazmy. Oceny tlenoazotowania dokonano przeprowadzając badania metalograficzne, tribologiczne, badania twardości i odporności na korozję. Uzyskane wyniki potwierdzają, że tlenoazotowanie jarzeniowe znacznie poprawia właściwości użytkowe warstwy wierzchniej badanej stali austenitycznej.

EN

Effect of ion oxynitriding on surface layer properties of austenitic AISI 316L stainless steel is presented in this paper. Oxynitriding has been done at such process parameters as: temperature T = 733 K, pressure p = 150 Pa, time ? = 28,8 ks and reactive atmosphere 73% H2, 25% N2, 2% O2, for 2 variants of samples placement in glow discharge reactor: on cathode and in plasma potential. In order to assess the effectiveness of glow discharge oxynitriding metallographic studies, tribological tests, surface hardness measurements and corrosion have been done. It is found that glow discharge oxynitriding lead to significant improvement of surface layer exploitation properties.

7

Technologie zwiększające trwałość narzędzi stosowane w Centrum Obróbki Cieplnej IMP

Babul T., Ciski A., Obuchowicz Z., Kowalski S.

Inżynieria Powierzchni

|

2010

|

Nr 4

6-11

PL

W referacie przedstawiono wyniki badań stali szybkotnących po wybranych obróbkach cieplnych i cieplno-chemicznych. Badania przeprowadzono na próbkach ze stali szybkotnącej HS6-5-2 (dawniej SW7M) i stali szybkotnącej proszkowej HS6-5-3-8 (ASP2030). W badaniach zastosowano technologie azotowania i tlenoazotowania oraz głębokiego wymrażania w temperaturach od -175°C do -196°C. Wykonano następujące warianty obróbki: hartowanie + dwukrotne odpuszczanie, hartowanie + dwukrotne odpuszczanie + azotowanie lub tlenoazotowanie, hartowanie + wymrażanie + odpuszczanie + azotowanie lub tlenoazotowanie, Hartowanie + odpuszczanie + azotowanie lub tlenoazotowanie + wymrażanie + odpuszczanie. Wykonano pomiary twardości i badania zużycia przez tarcie. Uzyskano wzrosty twardości powierzchni w wariantach z obróbkami cieplno-chemicznymi i wymrażaniem, w porównaniu do klasycznej obróbki cieplnej (wariant pierwszy). W badaniach zużycia przez tarcie próbek zastosowano metodę 3 wałeczki-stożek. Uzyskano znaczne zmniejszenie zużycia w wariantach z obróbkami cieplno-chemicznymi i wymrażaniem.

EN

This paper describes tests of heat and thermo-chemical treatments, which purposes are to improve durability of tools manufactured from high speed steels. Tests were performed on samples from high speed steel HS6-5-2 (former SW7M) and high speed PM steel HS6-5-3-8 (ASP2030). The following technologies were applied for research: nitriding, oxynitriding and deep cryogenic treatment at temperatures from -175°C to -196°C. The following test variants were carried out: quenching + double tempering, quenching + double tempering + nitriding or oxynitriding, quenching + deep cryogenic treatment + tempering + nitriding or oxynitriding, quenching + tempering + nitriding or oxynitriding + deep cryogenic treatment + tempering. The tests of hardness and friction wear were made. The increase in surface hardness for variants with thermo-chemical treatments and deep cryogenic treatment was achieved, in comparison with conventional heat treatment (first variant). Friction wear tests were performed with the method “3 rollers-cone”. Significant decrease of wear for variants with thermo-chemical treatments and deep cryogenic treatment was achieved.

8

Wpływ składu mieszaniny gazowej w procesie tlenoazotowania plazmowego na właściwości użytkowe tytanu i stopu Ti6Al4V

Januś M., Kluska S., Kyzioł K., Zimowski S.

Engineering of Biomaterials

|

2010

|

Vol. 13, no. 96-98

103--109

PL

Praca zawiera wyniki badań dotyczących tlenoazotowania powierzchni tytanu i jego stopu (Ti6Al4V). Proces ten został przeprowadzony przy użyciu metody chemicznego osadzania z fazy gazowej wspomaganej plazmą generowaną falami o częstotliwości radiowej (RFCVD 13,56 MHz, 400 W). Proces ten przeprowadzono w atmosferze gazów zawierającej N2O i Ar w różnych proporcjach. Skład chemiczny i morfologię powierzchni badano używając metody SEM/EDS. Badania odporności korozyjnej przeprowadzono przyspieszoną technika polaryzacyjną w roztworze sztucznej śliny w temperaturze 37oC. Wyznaczono także współczynnik tarcia i wskaźnik zużycia uzyskanych materiałów. Otrzymane wyniki potwierdzają przypuszczenia, że najlepsze własności użytkowe posiadają próbki, które w swoim składzie zawierały azot oraz tlen. Modyfikowane w ten sposób materiały są obiecujące dla zastosowań w medycynie.

EN

In this work a research concerning oxynitriding of titanium and its Ti6Al4V alloy is reported. Oxynitriding of the samples was performed by Plasma Assisted Chemical Vapor Deposition method with plasma generated by radio frequency waves (RFCVD 13,56 MHz, 400 W). The process was carried out in the gas atmosphere containing N2O and Ar at various ratios. Chemical composition and morphology of the modified surfaces were studied by SEM/EDS and compared with those for unmodified surface. The corrosion resistance was examined with polarization technique, in the environment of artificial saliva, at 37oC. The friction coefficient and wear index were measured. The obtained results confirm that the best operating parameters have the oxynitrided samples containing N and O. Ti and Ti6Al4V with oxynitrided surface offer promising materials for medical applications.