Browsing by Author "Hanc-Kuczkowska, Aneta"
Results Per Page
Sort Options
Item Properties of the nanocrystalline layers obtained by methods of severe plastic deformation in metals and alloys for biomedical applications(Institute of Nuclear Physics Polish Academy of Sciences, 2021) Skowron, Konrad; Dryzek, Ewa; Mosiałek, Michał; Hanc-Kuczkowska, Aneta; Jasińska, BożenaZe względu na rosnące zapotrzebowanie na trwałe materiały, które mogą zostać wykorzystane do produkcji protez, biometale cieszą się w ostatnich latach dużym zainteresowaniem. Można zaobserwować dużą aktywność naukową w zakresie poprawy właściwości i trwałości implantów stosowanym w ludzkim ciele. Uszkodzenie implantu zwykle zaczyna się na jego powierzchni w wyniku zmęczenia, zużycia lub korozji. Proces niszczenia można jednak spowolnić poprzez zastosowanie odpowiednich technik modyfikacji powierzchni, które prowadzą do powstania struktury nanokrystalicznej na powierzchni implantu. Szczególnie popularne stały się dziś te oparte na silnym odkształceniu plastycznych. Zastosowanie tych metod skutkuje powstaniem ultradrobnoziarnistej struktury, a także dużej liczby defektów sieci krystalicznej, których wprowadzenie znacznie zmienia właściwości materiału. Pomimo ciągłych wysiłków zmierzających do zrozumienia procesu korozji, wpływ defektów sieci krystalicznej wciąż nie jest do końca poznany. Dlatego potrzebne są badania interdyscyplinarne, łączące fizykę, materiałoznawstwo i elektrochemię w celu lepszego zrozumienia odporności korozyjnej materiałów nanokrystalicznych. Głównym celem niniejszej pracy jest zbadanie, w jaki sposób obecność defektów sieci krystalicznej wprowadzanych podczas silnego odkształcenia plastycznego jest skorelowana z właściwościami biometali, a zwłaszcza ich odpornością korozyjną. Przedmiotem badań są gradientowe mikrostruktury z nanokrystalicznymi warstwami wierzchnimi, wytworzonymi przy pomocy powierzchniowej obróbki mechaniczno ściernej (SMAT) oraz peeningu laserowego (LSP) w biometalach takich jak magnez, tytan i stal nierdzewna 316L. Praca ma charakter interdyscyplinarny i łączy fizykę z materiałoznawstwem i elektrochemią. Spektroskopię anihilacji pozytonów, która jest główną metodą badawczą niniejszej pracy, połączono z badaniami mikrotwardości, dyfrakcją wstecznie rozproszonych elektronów, dyfrakcją rentgenowską, badaniami chropowatości powierzchni za pomocą profilometru optycznego oraz badaniami odporności na korozję w celu oceny wpływu SMAT oraz LSP na właściwości badanych materiałów. Zastosowanie spektroskopii anihilacji pozytonów pozwoliło uzyskać głębokościowe rozkłady defektów w zdeformowanych warstwach powierzchniowych, które porównano z obserwowaną mikrostrukturą, profilami mikrotwardości oraz wartościami naprężeń. Wykazano, że SMAT poprawia odporność korozyjną magnezu i tytanu oraz stwierdzono korelację między koncentracją defektów, a odpornością korozyjną badanych materiałów. Pomiary stabilności temperaturowej próbek tytanu poddanemu SMAT i przygotowanych metodą wyciskania hydrostatycznego ujawniły dwa etapy wyżarzania defektów.