Thermisch und anodisch oxidierte Titanlegierungen
-
Christian Leinenbach
and Dietmar Eifler
Kurzfassung
Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden Umlaufbiegeversuche und axiale Ermüdungsversuche an den Implantatwerkstoffen cp-Ti grade 2 und TiAl6Nb7, deren Oberflächen mit Hilfe thermischer sowie anodischer Oxidation modifiziert wurden, in Ringerlösung durchgeführt. Das Wechselverformungsverhalten sowie ermüdungsbedingte Oberflächenschäden wurden durch den zeitlichen Verlauf des freien Korrosionspotentials bzw. des Korrosionsstromes charakterisiert. Zusätzlich wurde die Veränderung der Grenzflächenimpedanz in Abhängigkeit des Ermüdungszustandes erfasst. Mit Hilfe rasterelektronenmikroskopischer Methoden wurden beanspruchungsbedingte mikrostrukturelle Veränderungen an der Oberfläche mit den Ergebnissen der elektrochemischen Messungen korreliert.
Abstract
The cyclic deformation behaviour and fatigue induced surface damages were characterized by the development of the corrosion potential and the corrosion current. In addition, electrochemical impedance measurements were performed for defined fatigue states. Scanning electron microscopic techniques were used to correlate fatigue induced microstructural changes of the surface with the results of the electrochemical measurements.
Literatur
1 Takebe, J.; Itoh, S.; Okada, J.; Ishibashi, K.: Anodic oxidation and hydrothermal treatment of titanium results in a surface that causes increased attachment and altered cytoskeletal morphology of rat bone marrow stromal cells in vitro, J. Biomed. Mater. Res.21 (2000), S. 398Search in Google Scholar
2 Gasser, B.; Frenk, A.: Anodisieren medizinischer Implantate, Galvanotechnik51 (2) (1997), S. 88Search in Google Scholar
3 Zhu, X.; Kim, K. H.; Jeong, Y.: Anodic oxide films containing Ca and P of titanium biomaterial, Biomaterials22 (2001), S. 2199Search in Google Scholar
4 Velten, D.; Biehl, V.; Aubertin, F.; Breme, J.; Possart, W.: Preparation of TiO2 layers on cp-Ti and Ti-6Al-4V by thermal and anodic oxidation and by sol-gel coating techniques and their characterisation, J. Biomed. Mater. Res.59 (2002), S. 1810.1002/jbm.1212Search in Google Scholar PubMed
5 Güleryüz, H.; Cimenoglu, H.: Effect of thermal oxidation on corrosion and corrosion-wear behaviour of a Ti-6Al-4V alloy, Biomaterials25 (2004), S. 3325Search in Google Scholar
6 Li, S. J.; Niinomi, M.; Akahori, T.; Kasuga, T.; Yang, R.; Hao, Y. L.: Fatigue characteristics of bioactive glass-ceramic-coated Ti-29Nb-13Ta-4.6Zr for biomedical application, Biomaterials25 (2004), S. 3369Search in Google Scholar
7 Hanagarth, H.: Auswirkung von Oberflächenbehandlungen auf das Ermüdungsverhalten von TiAl6V4 und 42CrMo4 bei erhöhter Temperatur, Dissertation, Institut für Werkstoffkunde I, Universität Karlsruhe (TH), (1989)Search in Google Scholar
8 Hirsch, T.: Zum Einfluss des Kugelstrahlens auf die Biegeschwingfestigkeit von Titan- und Aluminiumbasislegierungen, Dissertation, Institut für Werkstoffkunde I, Universität Karlsruhe (TH), (1983)Search in Google Scholar
9 Leinenbach, C.; Fleck, C.; Eifler, D.: The cyclic deformation behaviour and fatigue induced damage of the implant alloy TiAl6Nb7 in simulated physiological media, Int. J. Fat.26 (8) (2004), S. 857Search in Google Scholar
10 Leinenbach, C.; Eifler, D.: Characterization of the cyclic deformation behaviour and fatigue crack initiation on titanium in physiological media by electrochemical techniques, Z. Metallkde.95 (6) (2004), S. 535Search in Google Scholar
11 Macdonald, J. R.: Impedance Spectroscopy, Wiley, New York (1987)Search in Google Scholar
12 Pan, J.; Thierry, D.; Leygraf, C.: Electrochemical impedance spectroscopy study of the passive oxide film on titanium for implant applications, Electrochim. Acta41 (7/8) (1996), S. 1143Search in Google Scholar
13 Pan, J.; Thierry, D.; Leygraf, C.: Hydrogen peroxide towards enhanced oxide growth on titanium in PBS solution: blue coloration and clinical relevance, J. Biomed. Mater. Res.30 (1996), S. 393Search in Google Scholar
14 Leinenbach, C.; Fleck, C.; Eifler, D.Characterisation of mechanically induced surface damage on the implant alloy TiAl6Nb7 in quasi-physiological media, Mat.-wiss. u. Werkstofftech.33 (8) (2002), S. 442Search in Google Scholar
© 2005, Carl Hanser Verlag, München
Articles in the same Issue
- Inhalt/Contents
- Inhalt
- Fachbeiträge/Technical Contributions
- Hot cracking in the HAZ of laser-drilled turbine blades made from René 80
- Effect of notch configuration and pre-crack length on stress intensity factors
- Effect of crack configuration and pre-crack length on stress intensity factors
- Bruchmechanisches Konzept zur Bewertung der Schwingfestigkeit
- Thermisch und anodisch oxidierte Titanlegierungen
- Thermomechanische Ermüdung von Aluminiumlegierungen
- Lokale Eigenschaftsentwacklung von Al99,7 und AlMg0,5Si nach hochgradig plastischer Verformung durch ECAP
- Vorschau/Preview
- Vorschau
Articles in the same Issue
- Inhalt/Contents
- Inhalt
- Fachbeiträge/Technical Contributions
- Hot cracking in the HAZ of laser-drilled turbine blades made from René 80
- Effect of notch configuration and pre-crack length on stress intensity factors
- Effect of crack configuration and pre-crack length on stress intensity factors
- Bruchmechanisches Konzept zur Bewertung der Schwingfestigkeit
- Thermisch und anodisch oxidierte Titanlegierungen
- Thermomechanische Ermüdung von Aluminiumlegierungen
- Lokale Eigenschaftsentwacklung von Al99,7 und AlMg0,5Si nach hochgradig plastischer Verformung durch ECAP
- Vorschau/Preview
- Vorschau