Vytváření oxidových vrstev na slitinách TiNb pro aplikace v zubním lékařství

Abstract

V práci byly studovány vlastnosti oxidové vrstvy biokompatibilní slitiny Ti připravené anodickou oxidací. Slitina Ti39Nb je perspektivní biokompatibilní materiál a jeho oxidace slouží jako základ pro úpravy povrchu vytvořením bioaktivní vrstvy hydroxyapatitu a optimalizaci povrchových vlastností kovových slitin zvláště pro zubní lékařství. V našich experimentech byla slitina Ti39Nb oxidována nejdříve v 1M elektrolytu H2SO4 při stejnosměrném napětí 10, 20 a 100 V po dobu 1 hodiny a poté v 1M elektrolytu H3PO4 při stejnosměrném napětí 10, 20 a 40 V po dobu 1 hodiny. U vzniklých oxidových vrstev byla sledována barva a morfologie povrchu pomocí elektronové mikroskopie a měřena drsnost povrchu a smáčivost (povrchová energie) pomocí měření kontaktního úhlu. Připravené vrstvy měly výrazné barvy. Drsnost povrchu oxidových vrstev v H2SO4 ve srovnání se základním materiálem se snížila přibližně na polovinu. Smáčivost povrchu se po cca 1 měsíci výrazně změnila, což ukázalo, že připravené oxidové vrstvy nejsou zřejmě stabilní. Vrstvy vytvořené oxidací v H3PO4 měly odlišný charakter a po vaření ve vodě s přídavkem se na povrchu objevil vápník, což by mohl být základ hydroxyapatitu.

We studied oxidic films on biocompatible Ti alloy. The films were prepared by anodic oxidation of Ti39Nb, which could be used as substrate for preparation of bioactive films of hydroxyapatite and for optimization of surfaces for dental applications. In our experiments we oxidized the alloy in 1M H2SO4 using the DC voltage 10, 20 and 100 V for 1 hour and then in 1M H3PO4 using the DC voltage 10, 2, and 40 V for 1 hour. At the layers we followed the color and measured the surface roughness and surface wetting angle of prepared films and also followed the morphology by electron microscopy. The prepared films were pronounced colors which can be used for estimation of their thickness. The roughness of oxidic layers in H2SO4 was approximately one half of substrate roughness. The value of wetting angle depended on time after preparation which point out on the instability of prepared layers. Unfortunate, no noticeable creation of pores on the surface by electron microscopy was not observed. Layer formed by oxidation in H3PO4 had a different character. After boiling in water with the addition, the calcium appeared on the sample surface, which could be the base of hydroxyapatite.