Porovnání anodické a termické oxidace na vybraných biokompatibilních slitinách

Kód výsledku v IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F68407700%3A21220%2F17%3A00316910" target="_blank" >RIV/68407700:21220/17:00316910 - isvavai.cz</a>

Výsledek na webu

—

DOI - Digital Object Identifier

—

Jazyk výsledku

čeština

Název v původním jazyce

Porovnání anodické a termické oxidace na vybraných biokompatibilních slitinách

Popis výsledku v původním jazyce

Biokompatibilita je jedním z nejdůležitějších faktorů pro implantáty, různé kostní náhrady a biomedicínské pomůcky. V případě titanových slitin je to oxidická vrstva na jejich povrchu, která značně ovlivňuje především korozní odolnost a biokompatibilitu. K co nejvýraznějšímu zlepšení těchto vlastností je potřeba studia oxidace. Zkoumány jsou rozdíly v růstu, vlastnostech a vlivu oxidických vrstev připravených pomocí různých metod na rozdílných substrátech. V této práci byly porovnávány vzorky několika titanových slitin. Jednalo se o běžně užívané CP titan grade 2 a Ti-6Al-4V, použita byla také jedna ze základních beta-fázových slitin Ti-39hm.%Nb (Ti39Nb). Na vzorcích z těchto materiálů byla následně připravena termická (600 °C po dobu 8 hodin v přítomnosti atmosférického vzduchu) a anodická (1 M H2SO4, s napětím okolo 100 V po dobu 1 hodiny) oxidická vrstva. Poté byly výsledné vrstvy porovnávány (vzhledem k neoxidovanému stavu a mezi sebou) za použití několika různých metod. Jako první byla pozorována změna zabarvení povrchu a dále byla měřena změna drsnosti povrchu. Morfologie povrchu oxidovaných vzorků byla pozorována pomocí řádkovacího elektronového mikroskopu, kde bylo následně užito energiově disperzní spektroskopie k zjištění přibližného chemického složení vzorků a povrchových vrstev. Dále byla pomocí elektronové mikroskopie v příčném řezu pozorována a měřena a struktura připravených oxidických vrstev. K detailnějším analýzám povrchu oxidovaných vzorků bylo užito rentgenové fotoelektronové spektroskopie (přesné chemické složení povrchu oxidických vrstev) a mikroskopie atomárních sil (přesná morfologie a topografie povrchu). Celkové výsledky byly porovnávány k referenčnímu článku, kde byly obdobné experimenty provedeny na příbuzném materiálu (Ti45Nb).

Název v anglickém jazyce

The comparison of anodic and thermal oxide layers on selected biocompatibile alloys

Popis výsledku anglicky

The bio-compatibility is the important factor for implants and bone replacements. In the case of titanium alloys, the oxide layers on their surfaces influence strongly both the bio-compatibility and corrosion resistance. In order to improve these properties the effects and results of oxidizing procedures are studied. The difference in growth, properties and effects of oxide layers prepared by various methods on different base materials are examined. In this work we compared samples of widely used biomaterials: Commercially Pure (CP) titanium grade 2 and titanium alloy Ti6Al4V with recently developed β-titanium alloy Ti-39wt.%Nb (Ti39Nb). On the samples from these materials we prepared the thermal (600 °C for period of 8 hours in the presence of atmospheric air) and anodic (in 1 M H2SO4 with voltage app. 110 V for 1 hour) oxide layer. The results of oxidation process were compared using several methods. Firstly, we observed the change of surface color; also the surface roughness was measured. The surface morphology of oxidized samples was observed using scanning electron microscopy (SEM) with energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS) which was used for chemical analysis of the samples. The thickness and structure of oxide layers was measured and observed on the cross-section samples. The further analysis of the surface of oxide layers was carried out using x-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and atomic force microscopy (AFM). The growth of hydroxyapatite for further comparison of oxide layers was realized in Hank’s balanced salt solution (HBSS). The results were compared with results in article where the similar procedures were carried out on Ti45Nb alloy samples.

Druh

O - Ostatní výsledky

CEP obor

—

OECD FORD obor

20506 - Coating and films

Projekt

—

Návaznosti

S - Specificky vyzkum na vysokych skolach

Rok uplatnění

2017

Kód důvěrnosti údajů

S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů