Anodization of titanium alloys

Tytan i jego stopy są powszechnie wykorzystywane w przemyśle lotniczym, chemicznym czy wojskowym. Jednak szczególne zastosowanie znalazły w medycynie, gdzie używa się ich do produkcji przyrządów chirurgicznych oraz implantów. Implanty muszą cechować się wysoką biozgodnością i biokompatybilnością. Potencjalnym materiałem używanym w implantologii może być stop Ti-13Nb-13Zr. Podczas anodyzacji tego stopu prowadzonej w elektrolicie na bazie glikolu etylenowego w obecności jonów fluorkowych (0,38 wt.%) oraz wody (1,79 wt.%) przy stałym potencjale równym 40 V i stałej temperaturze równej 20 ºC uzyskano nanoporowate struktury tlenków na jego powierzchni. Badano również wpływ czasu anodyzacji na kształtowanie się nanostruktur, prowadząc anodyzację w przedziale czasowym 1 - 6 h. Struktury powstałe dla czasów większych niż 2 h były nieregularne i zawierały warstwy fazy α i fazy β. Sprawdzono także czy powierzchnia próbek przed anodyzacją ma wpływ na strukturę po anodyzacji. Stwierdzono, że ten wpływ jest znaczny. Otrzymane nanostruktury były uporządkowane i nie zaobserwowano różnic morfologicznych pomiędzy fazą α i fazą β.

Titanium and its alloys are widely used in aerospace, chemical industries or military. However, those materials have found particular use in medicine, where they are used for the manufacture of surgical instruments and implants. Implants have to be characterized by a high biocompatibility. Ti-13Nb-13Zr alloy has been investigated as a potential material used in implantology. During the anodization conducted in an ethylene glycol electrolyte containing fluoride ions (0.38 wt%) and water (1.79 wt%) at a constant cell potential of 40 V and a temperature of 20 °C the arrays of nanoporous oxide structures on surface Ti-13Nb-13Zr alloy have been obtained. The effect of anodization time on the formation of nanostructures have been also studied by carrying out the anodic oxidation in the interval 1 - 6 h. Structures formed for times longer than 2 h were irregular and contained a layer of phase α and β phases. Also examined an effect of the surface of the samples before the anodization on the structure after the anodization. It has been found that this effect is significant. The nanostructures, which have been obtained, have been self-organized and there have been no morphological differences between phase α and β phase.