Testování korozních vlastností tenkých povlaků pro implantáty pomocí elektrochemických metod

Abstract

Práce se věnuje elektrochemickému koroznímu testování tenkých povlaků z diamantu podobného uhlíku (DLC) a navazuje na novodobé trendy v oblasti implantologie. Cílem elektrochemického testování těchto povlaků je zvýšení korozní odolnosti dosavadních materiálů, z nichž se skládají těla kostních implantátů a která mohou do svého okolí uvolňovat nežádoucí korozní zplodiny a způsobit imunitní reakci organismu. Koroznímu testování byly podrobeny dvě sady vzorků DLC nanesené na substrátu Ti-6Al-4V. První předložená sada tenkých povlaků byla připravena metodou pulzní laserové depozice a jednotlivé vzorky byly testovány z hlediska lišícího se poměru sp2 a sp3 modifikací uhlíku ve vrstvě a s tím související použitou hustotou energie laserového svazku při přípravě. V druhé části měření byl sledován vliv dopovaného titanu ve vrstvě DLC na korozní parametry, který je do vrstvy inkorporován kvůli snížení tlakového pnutí základní vrstvy. Druhá sada testovaných vzorků obsahovala titan s 0, 1, 3, 5, 10 a 25 at.%. Testování probíhalo ve fyziologickém roztoku s aplikací tří potenciodynamických měření. Testy prokázaly vysokou účinnost ochrany základního materiálu a souvislost s použitou přípravou povlaku DLC. Dále nebylo prokázáno zhoršení korozních vlastností vlivem dopantu a naopak se z hlediska protikorozní ochrany projevila dopace titanem při vysokých atomárních procentech vhodnou pro korozní ochranu

Bachelor thesis is dedicated to the electrochemical corrosive testing of the diamond-like-carbon (DLC) thin films and follows up current trends in implantology. The aim of the electrochemical testing of these coatings is to increase the corrosion resistance of actual materials used in the bodies of bone implants which can release undesirable corrosive products and cause an immune response of the organism. Corrosion testing was made on two sets of DLC samples applied on Ti-6Al-4V substrate. First set of thin films was prepared by pulse laser deposition method and the samples differed by sp2 a sp3 carbon modification ratio in the layer and by related density of the laser energy during the preparation. In the second part of the measuring, the impact of the doped titan in the DLC layer on the corrosion parameters was monitored. Doped titan is incorporated to the layer due to reduction internal stress of the primary layer?s. The second set of the tested samples contained titan with 0, 1, 3, 5, 10 a 25 at.%. Testing was made in the physiological solution with application of three potentiodynamic polarizations. Tests proved high protection efficiency of the primary material and a relation with the used preparation of the DLC layer. Also, the worsening of the corrosion properties due to dopant was not proved, reversely the titan doping with high atomic percentages proved to be desirable for corrosion protection.