Struktura i skład fazowy powierzchni stopu TiNi modyfikowanej tlenem i azotem

• Autorzy: Rówiński, E. , Lekston, Z. , Bierska-Piech, B.

Warianty tytułu

EN

Structure and phase composition of TiNi surface modified by oxygen and nitrogen

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Warstwy azotków i tlenków tytanu, wytworzone na powierzchni stopu TiNi wykazującego pamięć kształtu, badano metodami dyfrakcji rentgenowskiej (XRD), spektroskopii elektronów Augera (AES) oraz spektroskopii strat energii elektronów (EELS). Modyfikowane warstwy uzyskano w procesach gazowych, metodami jarzeniową i implantacji jonów azotu. Metodą rentgenowskiej analizy fazowej w powierzchniowych warstwach zidentyfikowano tlenki tytanu i azotek tytanu. Teoretyczna interpretacja kształtu linii spektralnych Augera potwierdziła występowanie wiązania typu Ti-N. Wyznaczone z widm elektronów rozproszonych energie powierzchniowych i wewnętrznych plazmonów umożliwiły obliczenie względnej przenikalności dielektrycznej otrzymanych warstw. Podczas obróbki termicznej w zakresie temperatury od pokojowej do około 650°C techniką ASE obserwowano proces segregacji węgla na powierzchni warstwy azotkowej. Zmiana entalpii w tym procesie wynosi 127 kJ/mol. Właściwości modyfikowanych warstw mogą odgrywać istotną rolę w odniesieniu do biokorozji implantów medycznych wykonanych ze stopów tytanowo-niklowych z pamięcią kształtu.

EN

Titanium nitride and Ti-oxide layers formed on the surface of TiNi shape memory alloys were studied by using of X-ray diffraction (XRD), Auger electron spectroscopy (AES) and energy electron loss spectroscopy (EELS). The modified layers were obtained in the gaseous process by glow discharge and nitrogen ion implantation methods. Using the X-ray diffraction analysis the titanium nitrides and titanium oxides in the surface layers were identified. The analysis of valence-band Auger spectra show the Ti-N bond. The exi-stence of surface and internal plasmons verified the layer structure with an average dielectric constant. The surface segregation of carbon to the top layer was also found during heating of samples from the room temperature to about 650°C by the AES technique. The change of enthalpy for the carbon segregation is estimated to be at 127 kJ/mol. The properties of modified layers may play important role against the bio-corrosion of TiNi medical implants.

Słowa kluczowe

PL

skład fazowy powierzchni stopu TiNi; modyfikacja tlenem i azotem; własności dielektryczne

• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2009
• Tom: Vol. 30, nr 5
• Strony: 408-410
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys.

Twórcy

autor

Rówiński, E.

autor

Lekston, Z.

autor

Bierska-Piech, B.

• Wydział Informatyki i Nuki o Materiałach, Uniwersytet Śląski,

Bibliografia

• [1] Lekston Z., Jędrusik-Pawłowska M., Drugacz J., Cieślik T.: Klamry NiTi z pamięcią kształtu do zespoleń wyrostka kłykciowego żuchwy. Inżynieria Biomateriałów 77-80 (2008) 54-57.
• [2] Goryczka T., Lelątko J., Wierzchoń T., Rówiński E., Prusik K., Morawiec H.: Stabilność azotowano-utlenianej powierzchni stopu NiTi wykazującego efekt pamięci kształtu. Inżynieria Biomateriałów 77-80 (2008) 28-30.
• [3] Rówiński E.: Observation and interpretation of the Auger spectrum from the chemisorptions during reactive implantation of nitrogen on the surface of a TiNi alloy. Vacuum 63 (2001) 37-42.
• [4] Rówiński E.: Assignment of quantum number for Plasmon energies in carbon layer systems. Applied Surface Science 255 (2009) 5881-5884.
• [5] Karolus M., Rówiński E., Łągiewka E.: Studies of Ni-Mo electrodeposited alloys with polymers by Auger electron spectroscopy. Physica status solidi (c) 11 (2008) 3510-3513.
• [6] Matz R., Luth H.: Conduction-band surface plasmons in the electron-energy- loss-spectroscopy of GaAs(110). Physical Review Letters 46 (1981) 500-5003.
• [7] Benhamida M., Meddour A., Zerkout S., Achour S.: Calculation of the optical and electronic properties of TiNx thin films on domain IR-VIS-UV. Journal of Molecular Structure: Theochem 777 (2006) 41-44.
• [8] Kushwaha M. S., Djafari-Rouhani B.: Green-function theory of plasmons In two-dimensional semiconductor structures: Zero magnetic field. Physical Review B 57 (1998) 13020-13032.
• [9] Uebing Ch.: Equilibrium surface segregation of interstitials on bcc(001) surfaces: A lattice-gas approach. Physical Review B 50 (1994).