Mikrostruktura a vlastnosti anodizovaného povrchu biokompatibilních titanových slitin

Abstract

Modifikací povrchových vlastností, jako jsou morfologie či chemické složení lze efektivně zvýšit pravděpodobnost správného uchycení a následné funkčnosti biokompatibilních kovových implantátů. Teoretická část této práce definuje hlavní předpoklady aplikace titanu a jeho slitin z hlediska biokompatibilních vlastností, včetně možností povrchových úprav. Z metod je podrobněji diskutována anodizace a její parametry při přípravě nanostrukturních povrchů. Experimentální část se věnuje elektrochemické přípravě nanostrukturních povlaků na površích komerčně čistého titanu a slitině Ti6Al4V s bimodální strukturou. Cílem práce bylo vyhodnotit parametry anodizace na formaci a vlastnosti nanostrukturních povlaků před a po tepelném zpracování. K charakterizaci povrchů vzorků byly využity následující metody: optická mikroskopie, skenovací elektronová mikroskopie, rentgenová difrakční analýza a mikroskopie atomárních sil. Korozní vlastnosti byly stanoveny na základě lineární polarizace v simulovaném fyziologickém roztoku.

Modification of surface characteristics such as morphology or chemical composition may effectively increase the chance of proper fixation and subsequent functionality of biocompatible metal implants. The theoretical part of this thesis defines the main attributes of titanium and its alloys in human body applications. Furthermore, surface treatment methods of titanium-based materials are summarized with the focus on anodization. The experimental part is concerned with the preparation of nanostructural surface coatings on commercially pure titanium and Ti6Al4V alloy with bimodal structure by the mean of anodization. The aim of this work was to evaluate parameters of anodization on formation and properties of prepared nanostructural coatings before and after heat treatment. Following methods were implemented to characterize the surfaces of the samples: optical microscopy, scanning electron microscopy, X-ray diffraction and atomic force microscopy. Corrosion properties were evaluated by the mean of linear polarization in simulated physiological solution.