
doi: 10.15388/vu.thesis.2
Bioceramic coatings of Al2O3 and Ti are used in medicine due to their inertness, biocompatibility and mechanical resistance. Al anodization is often used to obtain bioceramic Al2O3 coatings, but wear of anodized coatings remains one of the major problems. Several lipids were investigated to simulate friction in biological systems. Experiments showed that nanothin layers of Ti and its oxides significantly improve the biocompatibility and friction resistance of anodized coatings. Independently of the method (ALD or magnetron) used to form nanothin layers of Ti or its oxides, the layers of 10–75 nm thickness reduce COF below 0.2 retaining it 20 to 60 friction cycles. Nanothin layers of Zr and Hf oxides which belong to the group of IVB also reduce static friction, although they were less effective tribologically than Ti/TiO2. A novel method based on Raman spectroscopy has been developed to evaluate the penetration of hydrophilic azo compounds and hydrophobic compounds into the pores of the anodized foil. It has been found that the formation of tribofilms on the anodized coating takes place not only due to tribochemical reactions of the lubricants in the friction zone but also due to their chemical interaction with compounds present in the pores of anodized coating. In some cases their synergy reduces COF to ~0.1 and suppresses wear by more than 3 orders under dry friction conditions. Such dramatic wear reduction opens many new opportunities for anodized coatings.
Biokeraminės Al2O3 bei Ti dangos dėl inertiškumo, biosuderinamumo ir mechaninio atsparumo yra naudojamos medicinoje. Biokeraminių Al2O3 dangų formavimui dažnai naudojamas Al anodavimas, tačiau anodinių dangų dilimas išlieka viena iš pagrindinių problemų. Siekiant imituoti trintįbiologinėse sistemose, ištirti skirtingais lipidais padengti paviršiai. Tyrimų metu nustatyta, jog Ti nanosluoksniai ir jų oksidai ženkliai pagerina anodinių dangų biosuderinamumą ir atsparumą trinčiai. Nepriklausomai nuo Ti ar jo oksidų nanosluoksnių formavimo metodo (ALD ar magnetroninio) 10–75 nm storio Ti/TiO2 nanosluoksniai sumažina trinties koeficientą žemiau 0,2, kuris išsilaiko 20–60 sausosios trinties ciklų. Zr ir Hf oksidų nanosluoksniai, priklausantys IVB grupei, taip pat sumažina statinę trintį, tačiau tribologiškai yra mažiau efektyvūs nei Ti/TiO2. Sukurtas naujas Ramano spektroskopija pagrįstas metodas leidžiantis įvertinti hidrofilinių azo-junginių bei hidrofobinių junginių skverbimąsi į anoduotos folijos skylutes. Nustatyta, kad triboplėvelių formavimasis ant anodinės dangos vyksta ne tik dėl tribocheminių tepamųjų medžiagų reakcijų trinties zonoje, bet ir dėl jų cheminės sąveikos su anodinės dangos skylutėse esančiais junginiais. Kai kuriais atvejais jų sinergija sumažina trinties koeficientą iki ~0,1, o dilimo intensyvumą slopina daugiau kaip 3 eilėmis sausosios trinties sąlygomis. Toks ženklus dilimo sumažėjimas atveria daug naujų galimybių anoduotoms dangoms.
biocompatibility, Ti nanosluoksniai, Ti nanolayers, friction, Raman spectroscopy, Ramano spektroskopija, anodized Al, biosuderinamumas, trintis, anoduotas Al
biocompatibility, Ti nanosluoksniai, Ti nanolayers, friction, Raman spectroscopy, Ramano spektroskopija, anodized Al, biosuderinamumas, trintis, anoduotas Al
| selected citations These citations are derived from selected sources. This is an alternative to the "Influence" indicator, which also reflects the overall/total impact of an article in the research community at large, based on the underlying citation network (diachronically). | 0 | |
| popularity This indicator reflects the "current" impact/attention (the "hype") of an article in the research community at large, based on the underlying citation network. | Average | |
| influence This indicator reflects the overall/total impact of an article in the research community at large, based on the underlying citation network (diachronically). | Average | |
| impulse This indicator reflects the initial momentum of an article directly after its publication, based on the underlying citation network. | Average |
