89-91 - Polskie Stowarzyszenie Biomateriałów

w [13]. Próbki stopu pokrywano jedną warstwą żelu metodą
zanurzeniową z użyciem dip - coatera DCMono 75 (NIMA
Technology). Szybkość zanurzania i wynurzania próbek
wynosiła 20mm/min, a czas stabilizacji po zanurzeniu
wynosił 30s. Wstępnie naniesione warstwy wygrzewano w
temperaturze 100 0 C, a następnie przez 2 godziny w 450 0 C
lub 800 0 C. W analogiczny sposób wygrzewano próbki bez
warstw TiO 2. Przed pomiarami elektrochemicznymi próbki
przemywano alkoholem etylowym i osuszano Ar. Badania
elektrochemiczne wykonywano w szklanym naczyńku elektrolitycznym,
w którym próbka stanowiła elektrodę roboczą,
folia Pt - elektrodę pomocniczą, a elektroda kalomelowa w
nasyconym roztworze NaCl - elektrodę odniesienia. Wszystkie
potencjały w tej pracy podawane są do stosowanej elektrody
kalomelowej (E 0 =0,236V wzgl. NEW). Powierzchnia
robocza próbki wynosiła ok. 0,64cm 2 . Pomiary wykonywano
w odtlenionym roztworze Tyrode’a (0,8g NaCl, 0,02g CaCl 2,
0,02g KCl, 0,1g NaHCO 3, 0,1g MgCl 2, 0,005g NaH 2PO 4 i
100cm 3 3-krotnie destylowanej H 2O) [14], w temperaturze
37 0 C±1 0 C (310K±1K). Dla każdej próbki wykonywano pomiary
z użyciem potencjostatu / galwanostatu PGSTAT 30
(EcoChemie Autolab) według sekwencji: pomiar swobodnego
potencjału korozyjnego E cor w otwartym obwodzie,
pomiar oporu polaryzacyjnego R p metodą Stern - Geary’ego,
pomiar elektrochemicznej spektroskopowej charakterystyki
impedancyjnej (EIS) i pomiar charakterystyki potencjodynamicznej
w zakresie polaryzacji anodowej. Przedstawiane
w pracy wyniki są uśrednionymi wartościami z pomiarów
3 próbek. Powierzchnię wszystkich badanych próbek analizowano
stosując metalograficzny mikroskop optyczny
(PZO METAR).
Wyniki i podsumowanie
Pomiary swobodnego potencjału korozyjnego w otwartym
obwodzie E cor wykonywano dla próbek stopu Panacea P558
po typowym przygotowaniu (bez wygrzania), dla próbek
poddanych obróbce cieplnej w temperaturach 450 0 C i 800 0 C
oraz dla próbek z naniesionymi warstwami TiO 2 wygrzanymi
również w temperaturach 450 0 C i 800 0 C. Uzyskane średnie
wartości E cor wraz z odchyleniem standardowym dla poszczególnych
sposobów przygotowania powierzchni stopu
przedstawione są na RYS.1.
Obróbka cieplna próbek stopu Panacea P558 powoduje
istotną zmianę potencjału korozyjnego - z ujemnego ok.
-0,30V dla stopu bez wygrzania na dodatni, praktycznie
taki sam dla próbek wygrzanych w temperaturach 450 0 C i
RYS.1. Wpływ warstw TiO 2 i temperatury wygrzewania
na potencjał E cor stopu Panacea P558.
FIG.1. The influence of TiO 2 layers and heating temperature
on potential E cor of Panacea P558 alloy.
800 0 C for 2 hours. The same heat treatment procedure was
used for samples without TiO 2 layers. Prior electrochemical
measurements all samples were rinsed with ethanol and
dried with Ar. Electrochemical investigations were carried
out in a glass electrolytic cell containing sample as working
electrode, Pt foil as counter electrode and calomel electrode
in saturated NaCl solution as reference electrode. All potentials
in this paper are given versus used calomel electrode
(E 0 =0.236V vs. SHE). Working area of each sample
was ca. 0.64cm 2 . The measurements were carried out in
deoxygenated Tyrode’s physiological solution (0.8g NaCl,
0.02g CaCl 2, 0.02g KCl, 0.1g NaHCO 3, 0.1g MgCl 2, 0.005g
NaH 2PO 4 and 100cm 3 3-times distilled H 2O) [14], at controlled
temperature of 37 0 C±1 0 C (310K±1 K). Each sample
was measured using potentiostat / galvanostat PGSTAT 30
(EcoChemie Autolab) in a following sequence: measurement
of free corrosion potential E cor in open circuit, polarization
resistance Rp according to Stern - Geary’s method, electrochemical
impedance spectroscopic characteristic (EIS)
and potentiodynamic characteristic in wide range of anodic
polarization. In this paper averaged values obtained from
measurements of 3 samples are presented. Surfaces of all
investigated samples were analyzed using metallographic
optical microscope (PZO METAR).
Results and summary
Corrosion potential Ecor was gathered in open circuit
for Panacea P558 samples prepared typical (without heat
treatment), for samples heated at 450 0 C and 800 0 C as well
as for samples with TiO 2 layers heated at 450 0 C and 800 0 C.
Averaged values of E cor with standard deviation obtained for
different surface preparations are presented in FIG.1.
Heat treatment of Panacea P558 samples change considerably
a corrosion potential of alloy - from negative ca.
-0.30V for alloy without heating to positive ca. 0.15-0.16V
practically the same for samples after heating at 450 0 C and
800 0 C. Also TiO 2 layers deposition gives higher values of
corrosion potential. The most advantageous influence on
E cor values is observed for samples with layers heated at
450 0 C. In case of samples both with TiO 2 layers and without
these layers heated at 800 0 C high instability of their potential
was stated - after a few seconds or tens minutes of exposition
in Tyrode’s solution this potential rapidly changed into
negative value (FIG.2) and then after some time it reached
RYS.2. Skokowa zmiana potencjału w otwartym obwodzie
dla przykładowej próbki stopu Panacea P558
z warstwą TiO 2 wygrzaną w temperaturze 800 0 C.
FIG.2. Rapid change of potential in open circuit for
exemplary sample of Panacea P558 alloy with TiO 2
layer heated at temperature of 800 0 C.
63