Thesis /

ROMDOC-THESIS-2016-573

Obţinerea şi caracterizarea unor straturi biocompatibile depuse pe aliajul Ti-6Al-4V, prin metoda pulverizării magnetron în regim de radio frecvenţă

Zamfir, Alina
2010-03-29

Abstract: Obţinerea şi caracterizarea unor straturi biocompatibile depuse pe aliajul Ti-6Al-4V, prin metoda pulverizării magnetron în regim de radio frecvenţă Prezenta lucrare îşi propune să aducă contribuţii în domeniul modificării proprietăţilor de suprafaţă ale materialului biocompatibil Ti6Al4V. Creşterea rezistenţei la uzare, la coroziune şi a biocompatibilităţii materialului de bază a fost propusă prin acoperiri monostrat, multistrat sau cu gradient structural şi compoziţional. S-a urmărit de altfel şi creşterea proprietăţilor de biocompatibilitate ale acestor materiale dure, prin depuneri de hidroxiapatită, cunoscută pentru bioactivitatea sa, dar şi creşterea aderenţei unor straturi de hidroxiapatită, prin depunerea de straturi intermediare cu o aderenţă sporită de nitrură de titan şi/sau zirconie Prin metoda pulverizării magnetron în regim de radio frecvenţă s-au depus atât straturi de nitrură de titan, zirconie (materiale bioinerte) care au reprezentat straturile de referinţă pentru straturile compozite depuse, respectiv TiN /HA, ZrO2/HA, TiN/ZrO2/HA, cât şi straturi cu gradient structural şi compoziţional de TiN-HA. Probele obţinute au fost tratate termic la temperatura de 550°C/1h/aer. Depunerile obţinute au fost caracterizate din punct de vedere structural şi compoziţional prin analiza de difracţie de raze X, FTIR, microscopie electronică SEM, analize EDX. Cercetările experimentale au urmărit şi evaluarea proprietăţilor mecanice ale straturilor, prin determinarea aderenţei şi comportării la uzare. Testele de aderenţă au fost efectuate prin metoda scratch – test. Evaluarea rezistenţei la uzare s-a făcut prin determinarea coeficientului de frecare şi a variaţiei lui în timp, a volumului de material uzat şi a coeficientului de uzare Archard, utilizând testul ball-on-disk, pentru straturile obţinute. Rezistenţa la coroziune a fost evaluată cantitativ şi calitativ prin teste electrochimice potenţiodinamice si potenţiostatice Pentru evaluarea biocompatibilităţii straturilor depuse s-au folosit teste de citotoxicitatea conform standardului ISO 10993 - Part 5, prin metoda extractului. Evaluarea cantitativă a viabilităţii celulelor în prezenţa probelor de testat s-a realizat prin metoda MTT. S-a efectuat şi o evaluare calitativă prin examinarea microscopică a celulelor care a urmărit posibilele modificări ale morfologiei celulare. Obtaining and characterization of biocompatible films deposited onto Ti-6Al-4V alloy, by r. f. magnetron sputtering method The present work brings new contributions in the field of surface modifications of the Ti6Al4V biocompatible material. The coating of the base material with single and multilayer structures or with the coatings with structural and compositional gradient has been chosen as method of improving the biocompatibility, the wear and corrosion resistance of the substrate. One of the goal of the work was to increase the biocompatibility properties of the hard coatings, by coating with hydroxiapatite, a compound recognized for its biocompatibility. At the same time the adhesion of hydroxiapatite coatings to the substrate was improved by using titanium nitride and/or zirconia coatings as interlayer. Titanium nitride and zirconia coatings deposited by RF magnetron sputtering represented references for composite coatings TiN /HA, ZrO2/HA, TiN/ZrO2/HA, and for the TiN-HA coatings with compositional and structural gradient. The deposited samples were heat treated in air for 1 h at 550°C. The coatings were investigated by using X-ray diffraction (XRD), FTIR, scanning electron microscopy SEM and EDX measurements. Experimental investigations of the adhesion and wear resistance were performed in order to evaluate the mechanical properties of the coatings. The friction coefficient and its variation in time was determined while the ball on disk test was used to measure the volume of the worn material and the Archard wear coefficient. Adhesion tests were achieved by scratch test. The qualitative and quantitative corrosion resistance was determined by electrochemical potentiostatic and potentiodynamic tests. The biocompatibility of the coatings were evaluated according to ISO 10993 - Part 5 standard, by using the extraction method. The quntitative efficiency of the cells in the presence of the tested samples was determined by using the MTT method. Optical microscopy investigations of the cells were used in order to observe the possible changes of the cell morphology.

Keyword(s): Biomateriale -- Teză de doctorat ; Acoperiri metalice -- Electrochimie industrială -- Teză de doctorat ; Aliaje Aluminiu-Titan -- Teză de doctorat
OPAC: See record in BC-UPB Web OPAC
Full Text: see files

Similar records

 

People who viewed this page also viewed:

(267)  Optimizarea conceptuală şi operaţională a instalaţiilor chimice multiscop - Voinescu, Sorin - ROMDOC-BC_UPB-THESIS-2003-000000054 (260)  Contribuţii la dezvoltarea unui sistem asistat de calculator de evaluare tehnico-economică a proceselor de producţie - Diaconu, Ion - ROMDOC-BC_UPB-THESIS-2004-000001091 (260)  Tehnologiile informării şi comunicării : suport de curs - Curta, Olimpia - ROMDOC-BOOK-2007-005 (258)  Managementul congestiilor în sistemele electroenergetice în prezenţa surselor regenerabile - Boambă, Claudia-Elena - ROMDOC-THESIS-2021-2325 (256)  Cercetări privind dezvoltarea de interfeţe utilizator virtuale pentru aplicaţii de teleoperare în robotică - Popa, Stelian - ROMDOC-THESIS-2021-2322

 

Rate this document:

Be the first to review this document.

Discuss this document:

Start a discussion about any aspect of this document.