Aleksandra Świątek KOROZYJNA STALI 316L ORAZ NI-MO, TYTANU W POŁĄ ŁĄCZENIU Z CERAMIKĄ DENTYSTYCZNĄ W ROZTWORZE RINGERA

Transkrypt

1 WYśSZA SZKOŁA INśYNIERII DENTYSTYCZNEJ IM. PROF. MEISSNERA W USTRONIU WYDZIAŁ INśYNIERII DENTYSTYCZNEJ Aleksandra Świątek,,ODPORNOŚĆ KOROZYJNA STALI 316L ORAZ STOPÓW W TYPU CO-CR CR-MO, CR-NI NI-MO, TYTANU W POŁĄ ŁĄCZENIU Z CERAMIKĄ DENTYSTYCZNĄ W ROZTWORZE RINGERA.

2 Cel pracy Do realizacji zamierzonego celu konieczne było: otrzymanie zolu SiO 2, z którego naniesiono trójwarstwow jwarstwową powłok okę ceramiczną (warstwa pośrednia mająca na celu zwiększenie adhezji ceramiki dentystycznej do podłoŝa a metalicznego); wytworzenie trójwarstwowych powłok ok SiO 2 metodą zanurzeniową ; spiekanie otrzymanych warstw w temperaturze 500 C; wytworzenie ceramiki dentystycznej na powierzchni metalicznych próbek.

3 Przygotowanie roztworu powłokowego okowego Do przygotowania powłok ok uŝyto u następuj pujących odczynników: - tetraetoksysilan Si(C 2 H 5 O) 4 - alkohol etylowy C 2 H 5 OH - kwas octowy CH 3 COOH - kwas azotowy HNO 3 Skład chemiczny otrzymanych zoli podany w stosunku molowym TOES C 2 H 5 OH HNO 3 CH 3 COOH

4 Procedura przygotowania próbek: szlifowanie na papierze ściernym o uziarnieniu 400, 600, 800; przemywanie wodą destylowaną; suszenie; odtłuszczanie w acetonie, w płuczce ultradźwiękowej w czasie 30 min; ponowne suszenie. Ultrapłuczka

5 Badania wykonano na: - stali 316L C [%] 0,03 Cr [%] 17,28 Ni [%] 14,8 Materiał badawczy 2,8 1,96 0,035 - stopie Co-Cr Cr-Mo (59,0-25,0 25,0-4,0%); - stopie Cr-Ni Ni-Mo (61,4-25,7 25,7-11,0%); - tytanie (99,7%). * wykorzystane w badaniach próbki miały y kształt t krąŝ ąŝków w o średnicy 14,8 mm i grubości 1,0 mm. Jako środowisko korozyjne wybrano roztwór r Ringera, którego skład przedstawia tabela: Składnik Mo [%] Mn [% Si [%] 0,19 Cu [%] 0,07 StęŜenie [g/dm 3 ] V [%] S [%] 0,03 P [%] 0,024 NaCl KCl CaCl 8,60 0,30 0,48

6 Pokrywanie podłoŝa warstwą zolu: powłoki oki nanoszono metodą zanurzeniową (szybkość wynurzania 2,5 mm/min); próbki z naniesioną powłok oką suszono na wolnym powietrzu przez 24 godziny; następnie próbki wypiekano przez czas 60 minut, szybkość wzrostu temperatury pieca wynosiła a 2 deg/min. Aparatura do zanurzania i wynurzania próbek

7 Metodyka wykonywania badań Elektrochemiczne pomiary stałopr oprądowe polegały y na rejestrowaniu krzywych polaryzacyjnych w konwencjonalnym układzie trójelektrodowym. Układ pomiarowy składa adał się z naczyńka pomiarowego, potencjostatu oraz komputera. Układ pomiarowy Elektrochemiczne naczyńko pomiarowe

8 Wyniki badań

9 Krzywe potencjodynamiczne stali chirurgicznej 316L oraz stopów: Co-Cr- Mo, Cr-Ni-Mo i tytanu, pokrytych porcelaną dentystyczną po 14-to dniowej ekspozycji w roztworze Ringera, w podwyŝszonej temperaturze 37 C (stan zapalny).

10 Potencjał korozyjny stali chirurgicznej 316L, stopów: Co-Cr-Mo, Cr-Ni- Mo oraz tytanu po 14-to dniowej ekspozycji w roztworze Ringera.

11 Gęstość prądów katodowych stali 316L, stopów: Co-Cr-Mo, Cr-Ni-Mo oraz tytanu przy potencjale 750 mv po 14-to dniowej ekspozycji w roztworze Ringera.

12 Potencjał przejścia katodowo-anodowego (E K-A ) stali 316L, stopów: Co- Cr-Mo, Cr-Ni-Mo i tytanu z ceramiką dentystyczną.

13 Potencjał, przy którym występował wyraźny wzrost gęstości prądu anodowego, potencjał zarodkowania wŝeru (E w ) stali 316 L, stopów: Co-Cr- Mo, Cr-Ni-Mo oraz tytanu po 14-to dniowej ekspozycji w roztworze Ringera.

14 Opory polaryzacyjne (R p ) podłoŝy metalicznych z ceramiką dentystyczną po 14-to dniowej ekspozycji w roztworze Ringera, w podwyŝszonej temperaturze (37 C).

15 Obszar pasywny podłoŝy metalicznych z ceramiką dentystyczną po 14- to dniowej ekspozycji w roztworze Ringera, w podwyŝszonej temperaturze (37 C).

16 Wnioski: Ceramika dentystyczna otrzymana na trójwarstwowych powłokach SiO 2 obniŝa szybkość korozji stali nierdzewnej typu 316L oraz stopów: Co-Cr-Mo, Cr-Ni-Mo, tytanu w roztworze Ringera w temperaturze 37 C. Skuteczność ochronna otrzymanej ceramiki dentystycznej z trójwarstwowymi powłokami SiO 2 zaleŝy od rodzaju podłoŝa metalicznego. Stal typu 316L miała najniŝszy potencjał przejścia katodowoanodowego (E K-A ) (około 600 mv). Gałąź anodowa stali 316 z ceramiką dentystyczną była najwyŝej połoŝona z pośród badanych materiałów. W przypadku stopów najwyŝsze gęstości prądów katodowych oraz największy potencjał E K-A (ok. 300 mv) miał stop Cr-Ni-Mo.

17 NajwyŜszy potencjał stacjonarny (E ) miał tytan z ceramiką dentystyczną (ok mv). Zmiany potencjałów E stali 316L oraz stopów są wynikiem róŝnej zawartości chromu, niklu, a takŝe molibdenu. RóŜnice w zmierzonych wartościach potencjału E K-A wskazują na dynamikę w wyniku zachodzących procesów katodowo-anodowych. Przyczyną tych zmian jest skład chemiczny podłoŝy, porowatość ceramiki dentystycznej na podłoŝach. NajniŜszy potencjał zarodkowania wŝeru (ok. 300 mv) miała powłoka stali 316L z powłoką ceramiczną. NajwyŜszy potencjał (E w ) miał stop Cr-Ni-Mo z ceramiką dentystyczną na powierzchni (ponad 880 mv). Przyczyną tego była prawdopodobnie róŝna zawartość chromu w obu materiałach.

18 NajwyŜszy opór polaryzacyjny (R p ) miał stop tytanu z ceramika dentystyczną (ok. 1,5x105 Ωcm 2 ), natomiast pozostałe materiały wykazywały zbliŝoną wartość wyznaczonego R p (ok. 0,9 1,0x105 Ωcm 2 ). Tak wysokie wartości R p świadczą o duŝej biozgodności, przede wszystkim o bardzo małej szybkości korozji modyfikowanych materiałów metalicznych.

19 Dziękuję za uwagę!