Lider: dr inż. Krzysztof Aniołek
Tytan i jego stopy ze względu na ponadprzeciętne właściwości użytkowe należą do grupy materiałów metalicznych szeroko stosowanych w inżynierii technicznej oraz medycynie. Materiały te cechują się dużą odpornością korozyjną, niską gęstością oraz wysoką wytrzymałością mechaniczną. Oprócz niepodważalnych zalet materiały te jednak posiadają słabe właściwości tribologiczne, co ogranicza ich zastosowanie w węzłach tarcia zarówno w medycynie jak i technice.
Wzrost zapotrzebowania na implanty wynikający z wydłużającego się czasu życia człowieka oraz urazów układu kostno-stawowego uzasadnia potrzebę i celowość intensyfikacji prac w dziedzinie biomateriałów. Dotychczasowe prace badawcze prowadzone w Instytucie Inżynierii Materiałowej w obszarze utleniania izotermicznego i cyklicznego materiałów na bazie tytanu pozwoliły na otrzymanie warstw powierzchniowych o wysokich walorach użytkowych. Dzięki ukonstytuowaniu się warstw tlenkowych na tytanie i jego stopach można uzyskać wzrost odporności na korozję biologiczną, biozgodności, aktywności biologicznej, topografii powierzchni, a także właściwości mechanicznych i tribologicznych. Planowane prace badawcze będą kontynuacją dotychczasowych badań, poszerzoną o nowe materiały oraz zagadnienia dotyczące modyfikacji powierzchni tych materiałów również innymi metodami. W badaniach określona zostanie m.in. kinetyka utleniania, morfologia, właściwości mechaniczne, adhezyjne oraz tribologiczne w zależności od parametrów procesu utleniania wysokotemperaturowego. Ponadto planowane jest określenie biozgodności i odporności korozyjnej wytworzonych warstw tlenkowych na badanych materiałach tytanowych.
Stopy magnezu są doskonałą alternatywą dla konwencjonalnych materiałów inżynierskich. Unikalne właściwości stopów magnezu z metalami ziem rzadkich sprawiają, że znajdują one zastosowanie nie tylko w sektorze przemysłowym, samochodowym czy lotniczym. Na świecie obserwuje się także wzrost zainteresowania stopami magnezu do zastosowań w implantach ortopedycznych oraz w implantach układu sercowo-naczyniowego. Właściwości biodegradowalne magnezu i jego stopów w połączeniu z nietoksycznością oraz gęstością porównywalną z gęstością ludzkiej kości sprawiają, że materiały te są dobrymi kandydatami do zastosowań biomedycznych. Głównym problemem w zastosowaniach przemysłowych i medycznych stanowi duży stopień degradacji spowodowany niską odpornością na korozję oraz znacznym zużyciem tribologicznym magnezu i jego stopów.
W przypadku stopów zawierających pierwiastki ziem rzadkich, dodatki te tworzą z magnezem układy o ograniczonej rozpuszczalności w stanie stałym, co stwarza możliwość przeprowadzenia utwardzania wydzieleniowego. Poprawę właściwości mechanicznych jak i tribologicznych stopów magnezu można również uzyskać w procesie głębokiej obróbki kriogenicznej (DCT). W literaturze przedmiotu brakuje jednak konkretnych zaleceń, co do parametrów ww. obróbek stopów magnezu.
Planowane badania mają na celu określenie optymalnych parametrów utwardzania wydzieleniowego oraz głębokiej obróbki kriogenicznej stopów magnezu WE43 i WE54. W badaniach określony zostanie wpływ parametrów obróbki cieplnej na strukturę i właściwości sklerometryczne, mikromechaniczne oraz tribologiczne badanych stopów magnezu. Ponadto planowane jest przeprowadzenie badań odporności korozyjnej i biozgodności.
Wzrost zapotrzebowania na implanty wynikający z wydłużającego się czasu życia człowieka oraz urazów układu kostno-stawowego uzasadnia potrzebę i celowość intensyfikacji prac w dziedzinie biomateriałów. Dotychczasowe prace badawcze prowadzone w Instytucie Inżynierii Materiałowej w obszarze utleniania izotermicznego i cyklicznego materiałów na bazie tytanu pozwoliły na otrzymanie warstw powierzchniowych o wysokich walorach użytkowych. Dzięki ukonstytuowaniu się warstw tlenkowych na tytanie i jego stopach można uzyskać wzrost odporności na korozję biologiczną, biozgodności, aktywności biologicznej, topografii powierzchni, a także właściwości mechanicznych i tribologicznych. Planowane prace badawcze będą kontynuacją dotychczasowych badań, poszerzoną o nowe materiały oraz zagadnienia dotyczące modyfikacji powierzchni tych materiałów również innymi metodami. W badaniach określona zostanie m.in. kinetyka utleniania, morfologia, właściwości mechaniczne, adhezyjne oraz tribologiczne w zależności od parametrów procesu utleniania wysokotemperaturowego. Ponadto planowane jest określenie biozgodności i odporności korozyjnej wytworzonych warstw tlenkowych na badanych materiałach tytanowych.
Stopy magnezu są doskonałą alternatywą dla konwencjonalnych materiałów inżynierskich. Unikalne właściwości stopów magnezu z metalami ziem rzadkich sprawiają, że znajdują one zastosowanie nie tylko w sektorze przemysłowym, samochodowym czy lotniczym. Na świecie obserwuje się także wzrost zainteresowania stopami magnezu do zastosowań w implantach ortopedycznych oraz w implantach układu sercowo-naczyniowego. Właściwości biodegradowalne magnezu i jego stopów w połączeniu z nietoksycznością oraz gęstością porównywalną z gęstością ludzkiej kości sprawiają, że materiały te są dobrymi kandydatami do zastosowań biomedycznych. Głównym problemem w zastosowaniach przemysłowych i medycznych stanowi duży stopień degradacji spowodowany niską odpornością na korozję oraz znacznym zużyciem tribologicznym magnezu i jego stopów.
W przypadku stopów zawierających pierwiastki ziem rzadkich, dodatki te tworzą z magnezem układy o ograniczonej rozpuszczalności w stanie stałym, co stwarza możliwość przeprowadzenia utwardzania wydzieleniowego. Poprawę właściwości mechanicznych jak i tribologicznych stopów magnezu można również uzyskać w procesie głębokiej obróbki kriogenicznej (DCT). W literaturze przedmiotu brakuje jednak konkretnych zaleceń, co do parametrów ww. obróbek stopów magnezu.
Planowane badania mają na celu określenie optymalnych parametrów utwardzania wydzieleniowego oraz głębokiej obróbki kriogenicznej stopów magnezu WE43 i WE54. W badaniach określony zostanie wpływ parametrów obróbki cieplnej na strukturę i właściwości sklerometryczne, mikromechaniczne oraz tribologiczne badanych stopów magnezu. Ponadto planowane jest przeprowadzenie badań odporności korozyjnej i biozgodności.