Hydrotermální syntéza a charakterizace povlaků na bázi vápenatých fosfátů na Mg slitině AZ31
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická
Abstract
Cílem této diplomové práce byla sumarizace podstatných poznatků potřebných k přípravě kvalitního CaP povlaku na tvářené hořčíkové slitině AZ31 a realizace jeho optimalizace pro použití v simulovaných tělesných tekutinách. V teoretické části je pojednáno o biomateriálech a jejich rozdělení. Následně je podrobně popsán potenciál hořčíkových slitin, jejich koroze a možnosti povrchových úprav v oblasti in vivo aplikací. Teoretická část je zakončena mechanismem depozice CaP povlaků na hořčíkové slitiny a metodami hodnocení jejich korozní odolnosti. Experimentální část zahrnuje proces optimalizace předúpravy Mg slitiny a optimalizaci přípravy CaP povlaků, kdy kritériem hodnocení kvality byl vzhled povlaku a jeho elektrochemické a korozní vlastnosti. Ty byly hodnoceny pomocí potenciodynamických zkoušek. Pomocí optické a elektronové mikroskopie byla pozorována mikrostruktura a chemické složení vyloučeného povlaku. U optimalizovaných CaP povlaků byly provedeny dlouhodobé korozní testy s využitím elektrochemické impedanční spektroskopie (EIS) a tyto výsledky poté byly porovnány s korozními vlastnostmi nepovlakované slitiny AZ31.
The aim of this diploma thesis was to summarize all necessary knowledge needed for preparation of a quality CaP coating on AZ31 wrought magnesium alloys, and to implement its optimization for use in simulated body fluids. The theoretical part discusses biomaterials and their classification. Subsequently, the potential of magnesium alloys, their corrosion, and the possibility of surface treatment for in vivo applications are described in detail. The theoretical part concludes with the mechanism of deposition of CaP coatings on magnesium alloys and methods to evaluate their corrosion resistance. The experimental part includes the process of optimization of Mg alloy pretreatment and optimization of CaP coatings preparation, where the quality evaluation criteria were the appearance of the coating and its electrochemical and corrosion properties. These were evaluated by potentiodynamic tests. The microstructure and the chemical composition of deposited coating were observed and measured by optical and scanning electron microscopy. Long-term corrosion tests using electrochemical impedance spectroscopy (EIS) were performed on the optimized CaP coatings and these results were then compared with the corrosion properties of the uncoated AZ31 alloy.
The aim of this diploma thesis was to summarize all necessary knowledge needed for preparation of a quality CaP coating on AZ31 wrought magnesium alloys, and to implement its optimization for use in simulated body fluids. The theoretical part discusses biomaterials and their classification. Subsequently, the potential of magnesium alloys, their corrosion, and the possibility of surface treatment for in vivo applications are described in detail. The theoretical part concludes with the mechanism of deposition of CaP coatings on magnesium alloys and methods to evaluate their corrosion resistance. The experimental part includes the process of optimization of Mg alloy pretreatment and optimization of CaP coatings preparation, where the quality evaluation criteria were the appearance of the coating and its electrochemical and corrosion properties. These were evaluated by potentiodynamic tests. The microstructure and the chemical composition of deposited coating were observed and measured by optical and scanning electron microscopy. Long-term corrosion tests using electrochemical impedance spectroscopy (EIS) were performed on the optimized CaP coatings and these results were then compared with the corrosion properties of the uncoated AZ31 alloy.
Description
Citation
KNOFLÍČKOVÁ, L. Hydrotermální syntéza a charakterizace povlaků na bázi vápenatých fosfátů na Mg slitině AZ31 [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická. 2022.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Chemie, technologie a vlastnosti materiálů
Comittee
prof. RNDr. Josef Jančář, CSc. (předseda)
prof. Ing. Jaromír Havlica, DrSc. (člen)
prof. Ing. Petr Ptáček, Ph.D. (člen)
doc. Ing. František Šoukal, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Lucy Vojtová, Ph.D. (člen)
Ing. Jiří Pác (člen)
Ing. Jiří Lerch (člen)
Date of acceptance
2022-05-30
Defence
Studentka při prezentaci práce Hydrotermální syntéza a charakterizace povlaků na bázi vápenatých fosfátů na Mg slitině AZ31 nejdříve představila biodegradabilní materiály na bázi Mg a možnosti jejich použití. Pokračovala vysvětlením možností úprav těchto materiálů, jejich přípravou a použitím.V rámci prezentace výsledků ukázala použité způsoby předúpravy a úpravy a způsoby jejich hodnocení, vliv pH a shrnula vliv prekurzorů pomocí SEM snímků a XRD anylýzy. Pokračovala zhodnocením mikrostruktury CaP povlaků a zhodnocením korozního chování. Na závěr vyhodnotila nejvhodnější povlak a přešla k otázkám oponenta:
Na základě čeho bylo rozhodnuto, že pH 5 je vhodnější pro přípravu CaP než pH 7? Podle obrázku 23 (na str. 49) se zdá, že korozní odolnost se jevila být lepší při pH 7. Bylo provedené XRD nebo prvkové složení EDS pro povlak připravený při pH 5 a při pH 7?
Mohla by autorka objasnit, který faktor (koncentrace Ca, nebo pH) je zásadní pro přípravu HaP povlaku s ohledem na diagram prezentovaný na str. 62? Na základě diagramu je možné vysvětlit, proč se autorce nedařilo připravit HaP při zvolených výchozích podmínkách.
Jaké modely byly aplikované k vyhodnocení Nyquistových křivek, které jsou prezentované na obrázcích 39 a 43 na str. 65 a 68? V tabulce č. 12 na str. 68 se uvádí modely pro jednotlivé časy, které nekorespondují s tvarem Nyquistových křivek. Pokud se nejedná o chybu v zápisu, pak vypočtené Rp jsou přinejmenším zavádějící. Rovněž by měla autorka vysvětlit, z jakého důvodu aplikovala model B na Nyquistovy křivky (obrázek 43) v čase 1h až 8h, když křivky patrně neobsahují indukční smyčku.
Po zodpovězení otázek oponenta komise položila následující otázku.
1) Jaké vlastnosti by vykazovala ochrana po delší depozici?
Na všechny otázky diplomantka výborně odpověděla.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení