001

/ism -_v W

Instytut Nauki 0 Materiałach

Uniwersytet Śląski w Katowicach

ul. 75 Pułku Piechoty 1A, 41-500 Chorzów, tel. 32 349-75-15, e-mail: inom@us.edu.pl

Nazwa modułu: Biomateriały

Instrukcja do ćwiczenia nr 1

„Polerowanie i obserwacja wybranych biomateriałów metalicznych”

Wprowadzenie teoretyczne:

Zgodnie z ustaleniami Konferencji Biomateriałów z roku 1982 (Biomaterials Consensus Conference at the National Institute of Health) przyjęto, że biomateriał to każda substancja, inna niż lek albo kombinacja substancji syntetycznych lub naturalnych, która może być użyta w dowolnym czasie, a której zadaniem jest uzupełnienie lub zastąpienie tkanek narządu lub jego części w celu spełnienia ich funkcji. Biomateriały są poddawane wielu procesom badawczym w celu określenia ich właściwości fizykochemicznych i ich związku ze strukturą chemiczną i fazową. Jednym z takich procesów jest polerowanie.

Polerowanie możemy wykonywać kilkoma różnymi metodami:

a) polerowanie elektrolityczne,

b) polerowanie mechaniczne,

c) polerowanie jonowe.

1. Polerowanie elektrolityczne

W wyniku zanurzenia metalu lub jego stopów w odpowiedniej kąpieli przy odpowiedniej temperaturze i właściwie dobranych parametrach elektrycznych, dochodzi do ich rozpuszczenia na anodzie. Powierzchnia metalu zostaje wygładzona i nabłyszczona.

Parametry procesu polerowania elektrolitycznego

• skład roztworu - stosowany roztwór powinien zwierać takie składniki, aby przeprowadzana kąpiel charakteryzowała się odpowiednią aktywnością w stosunku do produktów utleniania anodowego metalu, jak również posiadała zdolność wygładzania i wybłyszczania polerowanej powierzchni w szerokim zakresie gęstości prądu,

• stężenie roztworu oraz stosunek stężeń H₃P0₄ : H₂S0₄ - zawartość kwasu fosforowego zazwyczaj jest większa od siarkowego; stosuje się roztwory o wysokim stężeniu, gdzie zawartość wody nie przekracza 30%wag.; zastosowanie zbyt rozcieńczonych roztworów powoduje zmniejszenie połysku powierzchni i może powodować jej trawienie; aby uzyskać lepszy efekt wybłyszczania do kąpieli fosforanowo - siarczanowych dodaje się różnego rodzaju substancje organiczne lub nieorganiczne; do dodatków nieorganicznych zaliczamy: kwas fluorowodorowy (HF), nadjodan (I0₄) oraz kwas azotowy (HN0₃), natomiast dodatkami organicznymi poprawiającymi efekt obróbki są: kwas octowy (CH₃COOH), cytrynowy (HOOC-CH₂-C(OH)(COOH)-CH₂-COOH), winowy _ (HOOC-CH(OH)-CH(OH)-COOH), szczawiowy (HOOC-COOH), bezwodnik kwasu ftalowego (C₈H₄0₃), alkohol butylowy (CH₃CH₂CH₂CH₂OH), amylowy (CsH^OH), gliceryna (CH₂(OH)-CH(OH)-CH₂(OH)), glukoza (C₆H₁₂0₆), anilina (C₆H₅NH₂), urotropina (C₆H₁₂N₄), pirydyna (C₅H₅N) czy chinolina (C9H7N); można również stosować poliakrylamid, żelatynę oraz kazeinę,

• temperatura roztworu - jest ważnym czynnikiem procesu polerowania; zbyt wysoka temperatura powoduje wzrost agresywności kąpieli w stosunku do metalu anody oraz wpływa na obniżenie grubości warstewki przyelektrodowej; polerowanie elektrolityczne w kąpielach fosforanowo - siarczanowych przeprowadza się w temperaturach powyżej 323K,