Modyfikacje powierzchni stopu tytanu metodą rozpylania magnetronowego

• Autorzy: Godlewska, E. , Mania, R. , Mitoraj, M. , Pawlak, N.

Warianty tytułu

EN

Surface modification of a titanium alloy using magnetron sputtering

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Powierzchnię stopu tytanu Ti-Al-Mn modyfikowano w celu polepszenia jego biozgodności. Metodą rozpylania magnetronowego nanoszono warstwy Ti-Si (10% at). Część próbek z powłokami Ti-Si dodatkowo utleniono w atmosferze powietrza, w celu wytworzenia warstw ceramicznych TiO₂ - SiO₂. Próbki stopu tytanu bez powłoki, stopu z powłoką tytanowo-krzemową oraz z powłoką tlenkową poddawano testom zanurzeniowym i potencjodynamicznym w 0,9% roztworze NaCI. Skład i mikrostrukturę powierzchni próbek przed i po testach badano, stosując rentgenowską analizę fazową (XRD-GID), mikroskopię świetlną (LM) i elektronową (SEM) oraz mikroanalizę rentgenowską (EDX). Badano pH roztworów soli fizjologicznej w trakcie testów zanurzeniowych oraz skład roztworów metodą ICP-AES po testach. Oceniano właściwości mikromechaniczne warstw na podstawie testów zarysowania. Stwierdzono, że najbardziej korzystne właściwości wykazywały stopy z warstwą ceramiczną, otrzymaną w wyniku utlenienia warstw Ti-Si.

EN

The surface of a titanium alloy, Ti-6AI-1Mn, was modified with magnetron sputtered Ti-10Si (at%) layers. Some specimens were addi-tionally oxidised to transform the Ti-Si layers into ceramic ones, composed of TiO₂ and SiO₂. Specimens with the metallic and ceramic surface layers and the unmodified reference were subjected to immersion tests and potentiodynamic polarisation tests in a 0.9% NaCl solution. Composition and microstructure of surfaces before and after the immersion tests were analysed by XRD-GID, light microscopy and SEM/EDX. The pH of the physiological salt solutions was periodically measured during the immersion test and their chemical composition after the tests was determined by ICP-AES. Micromechanical properties were evaluated on the basis of scratch tests. Specimens with the ceramic surface layers appeared to have the best chemical and mechanical properties.

Słowa kluczowe

PL

stopy tytanu; implanty metaliczne; warstwy Ti-Si-(O); biozgodność

EN

titanium alloys; metallic implants; Ti-Si(O) surface layers; biocompatibility

• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2009
• Tom: Vol. 50, nr 9
• Strony: 59-60
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Godlewska, E.

autor

Mania, R.

autor

Mitoraj, M.

autor

Pawlak, N.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, Kraków

Bibliografia

• [1] Lewandowska M., Garbacz H., Polak B., Fabianowski W., Kamieński J., Lewandowska-Szumiel M.: Wpływ wybranych modyfikacji na właściwości powierzchni tytanu. Inżynieria Biomateriałów, 2006 nr 54-55, 46.
• [2] Przybylska-Doroś I., Okrój W., Walkowiak B.: Modyfikacje powierzchni implantów metalicznych. Inżynieria Biomateriałów, 2005 nr 43-44, 52.
• [3] Czyrska-Filemonowicz A., Moskalewicz T., Łucki M., Biel M., Spiralek-Hahn K., Wierzchoń T.: Charakterystyka azotowanych warstw powierzchniowych na stopie Ti-1Al-1Mn. Inżynieria Materiałowa, 2002 nr 4, 173.
• [4] Nałęcz M., Błażewicz S., Stoch L.: Biomateriały. Tom 4, Akademicka Oficyna Wydawnicza ELIT, Warszawa, 2003.
• [5] www.ee.byu.edu/cleanroom/color_chart.parts/sio2_chart.jpg.
• [6] Joshi, Vydehi Arun, Titanium alloys: an atlas of structures and fracture features. Wyd. Boca Raton, 2006, p.10.
• [7] Dobrzański L., Polok M., Adamiak M.: Własności trybologiczne przeciwzużyciowych powłok PVD do pracy w podwyższonej temperaturze naniesionych na podłoże ze stali X37CrMoV5-1 Inżynieria Materiałowa, 2003 nr 6, 465.