Lista przedmiotów z materiałami udostępnionymi dla studentów

Dla_studentów
  • Increase font size
  • Default font size
  • Decrease font size

Wiwiana Kamińska

Wpływ wygrzewania na właściwości powłoki hydroksyapatytowej


Post annealing effect on properties of hydroxyapatite coating


Opiekun pracy dyplomowej: dr hab. inż. Witold Kaczorowski prof. ucz.
Praca dyplomowa inżynierska obroniona 2022-07-04
Streszczenie pracy dyplomowej:
Chemiczne podobieństwo hydroksyapatytu (Hap-u) do ludzkiej kości sprawia, że jest on często stosowany w biomedycynie, zwłaszcza do zastosowań ortopedycznych. HAp nie powoduje żadnego działania toksycznego w odpowiedzi na interakcję z organizmem ludzkim. Niniejsza praca ma na celu określenie wpływu procesów wygrzewania w różnych temperaturach na podstawowe właściwości powłok hydroksyapatytowych, w tym ich morfologię, strukturę chemiczną i skład fazowy. Powłoka hydroksyapatytowa została osadzona na stopie tytanu Ti-6Al-4V w procesie natryskiwania plazmowego, metodą APS (z ang. Atmospheric Plasma Spraying). W części doświadczalnej zbadano próbki, w których powłoka HAp została poddana wygrzewaniu w piecu próżniowym przez 2 h w temperaturach 400 °C, 600 °C i 800 °C. Charakteryzacja powierzchni wytworzonych powłok obejmowała: ocenę morfologii powierzchni za pomocą skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM), analizę ich składu chemicznego za pomocą rentgenowskiej spektroskopii dyspersji energii (EDS) oraz struktury chemicznej za pomocą dyfrakcji rentgenowskiej (XRD) i spektroskopii Ramana. Otrzymane wyniki umożliwiły określenie zmian we właściwościach powłok po przeprowadzonych procesach obróbki termicznej. Procesy wygrzewania powłok hydroksyapatytowych w temperaturach powyżej 600 0C wpływają na zmniejszenie wartość chropowatości powierzchni powłok HAp. Dodatkowo procesy wygrzewania powodują przemianę amorficznej fazy fosforanowo-wapniowej występującej w wytworzonych metodą APS powłokach HAp w fazę krystalicznego HAp-u. Jednocześnie, zastosowanie wygrzewania próżniowego w temperaturze 800°C powoduje zmianę struktury HAp w β-TCP. Słowa kluczowe: powłoka HAp, wygrzewanie, APS, implanty pokryte hydroksyapatytem, spektroskopia Ramana, XRD, SEM
Abstract:
The chemical similarity of hydroxyapatite to human bone makes it frequently used in biomedicine, especially for orthopedic applications. HAp does not produce any toxic effects in response to interaction with the human body. The present work aims to determine the effects of annealing processes at different temperatures on the basic properties of hydroxyapatite coatings, including their morphology, chemical structure and phase composition. The hydroxyapatite coating was deposited on Ti-6Al-4V titanium alloy by atmospheric plasma spraying (APS). In the experimental part the specimens were investigated, which the HAp coating was subjected to annealing in a vacuum oven for 2 hours at 400 °C, 600 °C and 800 °C. The surface characterization of the fabricated coatings included qualitative analysis of the chemical composition and evaluation of the surface morphology by scanning electron microscopy (SEM), their chemical composition via X-ray energy dispersive spectroscopy (EDS) and chemical structure via X-ray diffraction (XRD) and Raman spectroscopy. The results obtained made it possible to determine the changes in the properties of the coatings after the thermal treatment processes carried out. The annealing processes of hydroxyapatite coatings at temperatures above 600 °C influence the decrease of surface roughness values of HAp coatings. Additionally the annealing processes cause transformation of amorphous phosphate-calcium phase occurring in HAp coatings produced by APS method into HAp crystalline phase. Application of vacuum annealing at temperature 800 °C causes the change of HAp structure into β-TCP. Keywords: Hydroxyapatite coating, annealing, APS, hydroxyapatite-coated implants, Raman spectroscopy, XRD, SEM