Czasopismo | OCHRONA PRZED KOROZJĄ | Rocznik 2022 - zeszyt 5

Wpływ obróbki elektrochemicznej w rozpuszczalniku eutektycznym oraz osadzenia powłoki zol-żelowej SiO2 na odporność korozyjną stali 316L w roztworze Ringera

Effect of electrochemical treatment in eutectic solvent and deposition of SiO2 sol-gel coating on corrosion resistance of 316L steel in Ringer’s solution

10.15199/40.2022.5.3

nr katalogowy: 137666
10.15199/40.2022.5.3

Streszczenie

Próbki ze stali nierdzewnej 316L poddano polaryzacji anodowej w rozpuszczalniku eutektycznym, a następnie metodą zol-żel osadzono na nich powłoki SiO2. Powłoki otrzymywano z zolu zawierającego TEOS jako prekursor i etanol jako rozpuszczalnik. Otrzymane próbki eksponowano w roztworze Ringera. Badania dowiodły, że elektrochemiczna obróbka stali 316L wpływa zarówno na morfologię oraz topografię, jak i chropowatość materiału metalicznego. Potencjodynamiczne badania wykazały, że najlepsze właściwości barierowe po ekspozycji w roztworze Ringera uzyskano dla stali 316L poddanej obróbce elektrochemicznej i dodatkowo pokrytej powłoką SiO2. Osadzenie trójwarstwowych powłok SiO2 powoduje zmniejszenie gęstości prądu korozji oraz wzrost oporu polaryzacji względem niepokrytej stali 316L.

Abstract

The 316L stainless steel samples were subjected to anodic polarization in a eutectic solvent and then theSiO2 coatings were deposited on them using the sol-gel method. The coatings were prepared from a sol containing TEOS as a precursor and ethanol as a solvent. The obtained samples were exposed in Ringer’s solution. Studies have shown that electrochemical treatment of 316L steel affects both the morphology, topography and roughness of the metallic material. Potentiodynamic tests showed that the best barrier properties after exposure to Ringer’s solution were obtained for 316L steel subjected to electrochemical treatment, additionally covered with a SiO2 coating. The deposition of the three-layer SiO2 coatings reduces the corrosion current density and an increase in the polarization resistance relative to the uncoated 316L steel.

Słowa kluczowe

Keywords

Bibliografia

[1] Dong-Guang Liu, Ting-Ting Yang, Yu-Lan Liu, Lai-Ma Luo, Yu-Cheng Wu. 2021. “Thermal Shock and Tritium Resistance of SiO2 Coating on the Inner Wall of 316L Stainless Steel Pipeline”. Vacuum 185: 110032.
[2] Gąsiorek J., Mazur-Nowacka A., Szczurek A., Babiarczuk B., Tic W.J., Guziałowska-Tic J., Kaleta J., Krzak J. 2021. “Influence of Zirconia and Organic Additives on Mechanical and Electrochemical Properties of Silica Sol-Gel Coatings”. Materials 14 (9): 2389.
[3] Mazur A., Szczurek A., Chęcmanowski J.G., Szczygieł B. 2018. “Corrosion Resistance and Bioactivity of SiO2-Y2O3 Coatings Deposited on 316L Steel”. Surface and Coating Technology 350: 502–510.
[4] Muley S., Vidvans A., Chaudhari G., Udainiya S. 2016. “An Assessment of Ultra Fine Grained 316L Stainless Steel for Implant Applications”. Acta Biomaterials 30: 408–419.
[5] Kose C., Kacar R. 2016. “In Vitro Bioactivity and Corrosion Properties of Laser Beam Welded Medical Grade AISI 316L Stainless Steel in Simulated Body Fluid”. International Journal of Electrochemical Science 11: 2762–2777.
[6] Chęcmanowski J., Szczygieł I., Mazur A., Szczygieł B. 2019. “Protective Properties of SiO2 with SiO2 and Al2O3 Nanoparticles Sol-Gel Coatings Deposited on FeCrAl Alloys”. Ceramics International 45 (2) B: 2811–2819.
[7] Łukaszewska M., Gajdus P., Hędzelek W., Zagalak R. 2009. „Rozwój powierzchni wszczepów tytanowych. Przegląd piśmiennictwa”. Implantoprotetyka 3 (36): 24–29.
[8] Ananth K.P., Nathanael A.J., Jose S.P., Oh T.H., Mangalaraj D. 2016. “A Novel Silica Nanotube Reinforced Ionic Incorporated Hydroxyapatite Composite Coating on Polypyrrole Coated 316L SS for Implant Application”. Materials Science and Engineering C 59: 1110–1124.
[9] Chopra D., Jayasree1 A., Guo1 T., Gulati K., Ivanovski S. 2022. “Advancing Dental Implants: Bioactive and Therapeutic Modifications of Zirconia”. Bioactive Materials 13: 161–178.
[10] Sure J., Mishra M., Tarini M., Shankar A.R., Krishna N.G., Kuppusami P., Mallika C., Mudali U.K. 2013. “Microstructural Characterization and Chemical Compatibility of Pulsed Laser Deposited Yttria Coatings on High Density Graphite”. Thin Solid Films 544: 218–223.
[11] Habibzadeh S., Li L., Davis E.C., Shum-Tim D., Omanovic S. 2014. “Electrochemical Polishing as a 316L Stainless Steel Surface Treatment Method: Towards the Improvement of Biocompatibility”. Corrosion Science 87: 89–100.
[12] Winiarski J., Marczewski M., Urbaniak M. 2021. “On the Anodic Polarization of 316 Steel in a Choline Chloride: Ethylene Glycol Deep Eutectic Solvent and Its Impact on theSurface Topography and Corrosion Resistance”. Ochrona przed Korozją 64 (1): 3–7.
[13] Pina S., Reis R., Oliveira J. 2018. “Ceramic Biomaterials for Tissue Engineering”. Fundamental Biomaterials: Ceramics. Woodhead Publishing Series in Biomaterials 3: 95–116.
[14] Catauro M., Bollino F., Papale F., Piccolella S., Pacifico S. 2016. “Sol-Gel Synthesis and Characterization of SiO2/PCL Hybrid Materials Containing Quercetin as New Materials for Antioxidant Implants”. Materials Science and Engineering: C 58: 945–952.
[15] Catauro M., Bollino F., Papale F. 2018. “Surface Modifications of Titanium Implants by Coating with Bioactive and Biocompatible Poly (ε-caprolactone)/ SiO2 Hybrids Synthesized via Sol-Gel”. Arabian Journal of Chemistry 11 (7): 1126–1133.
[16] Babiarczuk B., Szczurek A., Donesz-Sikorska A., Rutkowska I., Krzak J. 2016. “The Influence of an Acid Catalyst on the Morphology, Wettability, Adhesion and Chemical Structure Properties of TiO2 and ZrO2 Sol-Gel Thin Films”. Surface and Coatings Technology 285: 134–145.
[17] Lubas M., Jasiński J.J., Jeleń P., Sitarz M. 2018. “Effect of ZrO2 Sol-Gel Coating on the Ti 99.2 – Porcelain Bond Strength Investigated with Mechanical Testing and Raman Spectroscopy”. Journal of Molecular Structure 1168: 316–321.
[18] Mazur A., Chęcmanowski J.G., Szczygiel B. 2016. “Corrosive Resistance of 316L Stainless Steel Covered with SiO2 Coatings Deposited by Sol-Gel Method in a Simulated Body Fluid”. Ochrona przed Korozją 59 (5): 160–166.
[19] Pourhashem S., Afshar A. 2014. “Double Layer Bioglass-Silica Coatings on 316L Stainless Steel by Sol-Gel Method”. Ceramics International 40 (1) A: 993–1000.
[20] Suntharavel Muthaiah V.M., Indrakumar S., Suwas S., Chatterjee K. 2022. “Surface Engineering of Additively Manufactured Titanium Alloys for Enhanced Clinical Performance of Biomedical Implants: A Review of Recent Developments”. Bioprinting 25: e00180.
[21] Olivares A.L., Marsal E., Planell J.A., Lacroix D. 2009. “Finite Element Study of Scaffold Architecture Design and Culture Conditions for Tissue Engineering”. Biomaterials 30 (30): 6142–6149.
[22] Wen-Cheng Kuo, Tzu-Chien Wu, Chien-Fong Wu, Wei-Ching Wang, 2021. “Bioperformance Analysis of Parylene C Coating for Implanted Nickel Titanium Alloy”. Materials Today Communications 27: 102306.
[23] Wennerberg A., Albrektsson T. 2009. “Effects of Titanium Surface Topography on Bone Integration: A Systematic Review”. Clinical Oral Implants Research 20 (4): 172–184.
[24] Yoshikawa H., Moyui A. 2005. “Bone Tissue Engineering with Porous Hydroxyapatite Ceramics”. Journal of Artificial Organs 8: 131–136.
[25] Lopez-Ruiz P., Garcia-Blanco M.B., Vara G., Fernández-Pariente I., Guagliano M., Bagherifard S. 2019. “Obtaining Tailored Surface Characteristics by Combining Shot Peening and Electropolishing on 316L Stainless Steel”. Applied Surface Science 492: 1–7.

Zeszyt


OCHRONA PRZED KOROZJĄ- e-zeszyt (pdf) 2022-5 licencja: Osobista Produkt cyfrowy Nowość	44.00 zł

Prenumerata

OCHRONA PRZED KOROZJĄ - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista

Produkt cyfrowy
Nowość

504.00 zł

OCHRONA PRZED KOROZJĄ - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
OCHRONA PRZED KOROZJĄ - papierowa prenumerata roczna	636.00 zł brutto 588.89 zł netto 47.11 zł VAT (stawka VAT 8%)
OCHRONA PRZED KOROZJĄ - pakowanie i wysyłka	42.00 zł brutto 34.15 zł netto 7.85 zł VAT (stawka VAT 23%)

678.00 zł

OCHRONA PRZED KOROZJĄ - PAKIET prenumerata PLUS
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
OCHRONA PRZED KOROZJĄ - PAKIET prenumerata PLUS (Prenumerata papierowa + dostęp do portalu sigma-not.pl + e-prenumerata)	762.00 zł brutto 705.56 zł netto 56.44 zł VAT (stawka VAT 8%)

762.00 zł

Open Access

Zeszyt

2022-5

Twój Koszyk

Zeszyt

Prenumerata

Open Access

Zeszyt

Czasopisma