Warstwy tlenkowe na tytanie otrzymane metodą anodowania w kwasie siarkowym . Oxide layers on titanium obtained by anodization in sulphuric acid.
Journal Title: Obróbka Plastyczna Metali - Year 2019, Vol 30, Issue 2
Abstract
Komercyjnie czysty tytan stanowi jeden z czołowych materiałów biointegrujący się z tkankami przyzębia, co wykorzystuje się na co dzień w protetyce stomatologicznej. Wysoka reaktywność z tlenem, niska rozszerzalność termiczna tytanu i zjawisko pasywacji utrudniają obróbkę tytanu, a w szczególności połączenie z materiałami licującymi, jak ceramika stomatologiczna. Analizując obecne w piśmiennictwie doniesienia, opisujące zarówno pozytywny, jak i negatywny wpływ warstwy tlenkowej na połączenie tytan–ceramika, podjęto próbę elektrochemicznego wytworzenia powłok pasywnych z kąpieli zawierającej H2SO4 na komercyjnie czystym tytanie, mogącym stanowić podbudowę koron i mostów protetycznych. Materiały i metody. Tytanowe walce Grade 2 (śr. 20 mm i wys. 5 mm) szlifowano i wypolerowano. Skład stopu określono metodą rentgenowskiej analizy fluorescencyjnej. Próbki podzielono na 3 grupy i poddano oksydacji anodowej w 1M kwasie siarkowym przy stałych napięciach: 120V, 160V, 200V, t=1min. Warstwy tlenkowe poddano badaniu dyfrakcji rentgenowskiej, analizie składu chemicznego oraz obserwacji SEM. Wyniki. Otrzymano warstwy grubości 1 µm do 7,1 µm. W warstwie anodowanej, oprócz tlenku tytanu, występują domieszki siarki. Tezy. Wybór napięcia anodowania wpływa na grubość otrzymanych warstw, co determinuje możliwość praktycznego zastosowania. Warstwy ponad 1 mm mogą ulegać łuszczeniu i pękaniu. Co więcej, zbyt cienkie powłoki wykazują ubytki i nie pokrywają całej powierzchni metalu. Wnioski. Zwiększenie napięcie reakcji nie tylko wpływa na pogrubienie warstwy, ale również na porowatość. Możliwość kontrolowania średnicy porowatości przyłożonym napięciem anodowania może zapewnić poprawę mikroretencji ceramiki stomatologicznej. Biorąc pod uwagę grubość wytworzonych warstw, największe zalety praktyczne wydają się mieć powłoki wytworzone pod napięciem 120V. Commercially pure titanium is the leading biointegrating material, which is used in everyday dental prosthetics. High reactivity with oxygen, low thermal xpansion and passivation impede titanium processing, especially bonding with veneering materials like dental ceramics. After analyzing the literature with view to positive and negative impact of titanium oxide layer on boning strength between titanium and dental ceramics, an attempt was made to fabricate the anodic layers by means of electrochemical oxidation in 1M sulphuric acid on CP-Ti which will subsequently be used as a framework of PFM dental prosthesis. Materials and methods. Grade 2 Titanium cylinders (20 mm diameter, 5 mm high) were grinded and polished. Chemical composition was determined by X-ray fluorescent analysis. Samples were divided into 3 groups and oxidized in 1M sulphuric acid in DC voltage: 120V, 160V, 200V, t=1min. Oxide layers undergone X-ray diffraction examination, chemical composition analysis and SEM observations. Results. Layers of 1 μm to 7,1μm were obtained. Layers is composed not only of titanium oxide but also contains sulphur. Thesis: Selection of anodizing voltage affects layer thickness thus determinates its practical application. Layers over 1μ m thick may crack and flake off, furthermore, too thin layers show surface loss and do not cover the entire surface of titanium. Findings: Increased voltage not only results in layer thickening but also affects porosity. Pore size control may contribute to enhanced porcelain microretention. Considering layers thickness and practical application, 120V layers seem to have the most advantages.
Authors and Affiliations
Michał Wilk, Leszek Klimek
Keywords
Related Articles
- EP ID EP606903
- DOI -
- Views 36
- Downloads 0
Możliwości wykorzystania materiału ceramicznego na narzędzia do realizacji procesu zgrzewania tarciowego z przemieszaniem cienkich blach tytanowych. Possibilities of using ceramic material for tools to carry out the friction welding process of thin titanium sheets.
Tytan oraz jego stopy charakteryzują się małą gęstością, dużą opornością na wysoką temperaturę i korozję. Stopy tytanu mogą być spawane wiązką elektronów lub metodą TIG, ale wymagane jest stosowanie gazów osłonowych oraz...
Technologie, konstrukcje i automatyzacja produkcji w procesach Sieci Badawczej Łukasiewicz – Instytucie Obróbki Plastycznej. Technologies, designs and automation of production in processes of the Łukasiewicz Research Network – Metal Forming Institute
W artykule przedstawiono informacje dotyczące zakresu niektórych działań i prac w Zakładzie Kształtowania Objętościowego i Automatyzacji Produkcji (BO) oraz w Zakładzie Rozwoju Kuźniczych Przyrządów Specjalnych (TW) zajm...
Zastosowanie techniki termowizyjnej w procesach walcowania. Application of thermovision technique in rolling processes.
Temperatura odkształcanego materiału jest jednym z najważniejszych parametrów w wielu procesach technologicznych, w tym także w procesach walcowania. Dokładna znajomość i możliwość sterowania rozkładem temperatury w mate...
Wykorzystanie inżynierii odwrotnej do kontroli zmian wymiarowych w cyklu eksploatacyjnym części maszyn. Application of reverse engineering for controlling dimensional changes during machine parts’ operating cycle
Inżynieria odwrotna (z ang. reverse engineering) zajmuje się badaniem obiektów już istniejących – czy to wytworzonych przez człowieka, czy też powstałych w sposób naturalny – po to, aby odkryć reguły determinujące ich na...
Recykling wiórów aluminium metodą KOBO. Recycling aluminum chips by KoBo method.
W pracy dokonano analizy możliwości recyklingu wiórów na przykładzie wiórów ze stopu 2024, metodą konsolidacji plastycznej w procesie KoBo. Metoda recyklingu stanowi alternatywne rozwiązanie w stosunku do tradycyjnych sp...