FRETTING CORROSION OF COBALT AND TITANIUM IMPLANT ALLOYS IN SIMULATED BODY FLUIDS
PBN-AR
Instytucja
Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Obróbki Plastycznej
Informacje podstawowe
Główny język publikacji
en
Czasopismo
TRIBOLOGIA
ISSN
0208-7774
EISSN
1732-422X
Wydawca
Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich (SIMP)
DOI
Rok publikacji
2016
Numer zeszytu
6
Strony od-do
149-158
Numer tomu
Identyfikator DOI
Liczba arkuszy
Autorzy
Pozostali autorzy
+ 1
Słowa kluczowe
en
fretting corrosion
biomaterials
CoCrMo alloy
Ti6Al4V alloy
endoprosthesis
pl
fretting-korozja
biomateriały
stop CoCrMo
stop Ti6Al4V
endoproteza
Open access
Tryb otwartego dostępu
Inne
Wersja tekstu w otwartym dostępie
Wersja opublikowana
Licencja otwartego dostępu
Inna
Czas opublikowania w otwartym dostępie
Razem z publikacją
Data udostępnienia w sposób otwarty
Streszczenia
Język
en
Treść
The most important advantage of using modular hip joint endoprostheses is the possibility to adapt the endoprosthesis to the morphology and size of individual patients. However, the additional contact surface is subjected to fretting wear due to mutual micro displacements and the aggressive chemistry of the environment inside the humao body (fretting corrosion). Today's hip endoprostheses are generally composed of a hip stem, a femoral ball head and an acetabular cup (Figure 1). The hip stem is made of stainless steel, CoCrMo or a Ti alloys. The femoral ball head is made of stainless steel, CoCrMo, or a ceramic material. In the case of a modular hip stem, i.e. with a modular neck portion, the materials used are generally CoCrMo and Ti6Al 4V. (The interface between femoral ball head and the acetabular cup is an articulating surface and not the subject of this research project.) In this framework, a comparative study of the fretting corrosion resistance of the three most common metallic material combinations occwring in a modular, the non-articulating connection of total hip joint endoprostheses (CoCrMo-CoCrMo, CoCrMo-Ti6Al4V, and Ti6Al4V-Ti6Al4V) was undertaken. Studies were performed with a tribological tester, working in articulating-reciprocating motion, integrated with a potentiostat equipped with a tri-electrode system. The tribosystem consisted of a fixed stem pressed with a constant force to a plate performing the reciprocating motion of a predetermined frequency and amplitude. The tests were performed in diluted bovine serum at 37°C. Based on the obtained results, it was found that the greatest resistance to corrosion in static conditions was exhibited by the CoCrMo-CoCrMo friction pair, while the lowest ΔE value was obtained by CoCrMo-Ti6Al4V. It also confirmed the existence of a correlation between the intensity of the depassivation process caused by the mechanical destruction of the surface layer and the friction resistance values in the tribological system.
Język
polski
Treść
Najważniejszą zaletą stosowania endoprotez modularnych stawu biodrowego jest możliwość adaptacji wymiarowej endoprotezy do osobniczych cech pacjentów. Niemniej, dodatkowa powierzchnia kontaktu narażona jest na zużycie wskutek wzajemnych mikroprzemieszczeń i agresywnego działania środowiska (korozja frettingowa). Współcześnie stosowane endoprotezy stawu biodrowego zbudowane są z trzpienia, głowy oraz panewki (Rys. 1). Trzpien wykonany jest ze stali nierdzewnej, CoCrMo lub stopu tytanu. Głowa endoprotezy wykonana jest ze stali nierdzewnej, COCrMo lub materiału ceramicznego. W przypadku endoprotez modularnych, gdzie połączenie modularne znajduje się w części szyjkowej trzpienia endoprotezy, w większości stosowanymi materiałami są CoCrMo oraz Ti6Al4V. W ramach niniejszej pracy dokonano badań porównawczych odporności na korozję frettingową trzech najczęściej spotykanych skojarzeń materiałowych występujących w połączeniach modularnych endoprotez całkowitych stawu biodrowego (CoCrMo-CoCrMo, CoCrMo-Ti6Al4V i Ti6Al4V-Ti6Al4V). Badania przeprowadzono z zastosowaniem testera tribologicznego pracującego ślizgowo w ruchu posuwisto-zwrotnym, zintegrowanego z potencjostatem wyposażonym w układ trójelektrodowy. Skojarzenie badawcze składało się z nieruchomego trzpienia dociskanego stałą siłą do płytki wykonującej ruch posuwisto-zwrotny z zadaną częstotliwością i amplitudą. Testy przeprowadzono w środowisku roztworu wodnego surowicy bydlęcej w temperaturze 37°C. Na podstawie uzyskanych wyników badan stwierdzono, że największą odporność korozyjną w warunkach statycznych wykazywała para trąca: CoCrMo-CoCrMo, natomiast najniższą! wartość AE CoCrMo-Ti6Al4V. Potwierdzono także występowanie korelacji pomiędzy intensywnością procesu depasywacji spowodowanego niszczeniem mechanicznym warstwy wierzchniej a wartościami oporów tarcia w systemie tribologicznym.
Cechy publikacji
Budowa i eksploatacja maszyn
Inżynieria materiałowa
Machinery construction and operation
Materials science
discipline:Inżynieria materiałowa
discipline:Materials science
Original article
Original article presents the results of original research or experiment.
Oryginalny artykuł naukowy
Oryginalny artykuł naukowy przedstawia rezultaty oryginalnych badań naukowych lub eksperymentu.
Inne
System-identifier
PBN-R:781557