Przedstawiono potencjodynamiczną charakterystykę procesu tworzenia warstw kompozytowych Ni-P+TiO2 oraz, w celach porównawczych, warstw Ni-P i Ni. Elektroosadzanie prowadzono techniką współosadzania amorficznego niklu i proszku TiO2 in situ z zawiesinowej kąpieli galwanicznej na wirującej elektrodzie. Ustalono optymalne warunki otrzymywania warstw pod kątem ich potencjalnego zastosowania do elektrowydzielania wodoru oraz dokonano fizykochemicznej charakterystyki elektrod. Composite Ni-P/TiO2 layers were electrodeposited from TiO2 suspension in aq. soln. of NiSO4, NH4Cl, AcONa, H3BO3 and NaH2PO2 on rotating Cu electrode at varying current d. and electrode rotation speed and studied for chem. compn. and microstructure. The optimum TiO2 content in the bath was 100 g/L, the optimum current d. 250 mA/cm2. The composite layers showed a better developed surface than the resp. Ni or Ni-P layers electrodeposited for comparison. Wodór jest przyszłościowym nośnikiem energii i bardzo ważnym surowcem przemysłowym1, 2). Główne dziedziny jego stosowania to przemysł rafineryjny i petrochemiczny, ponadto wykorzystywany jest do syntez wielu istotnych dla gospodarki produktów, w tym do otrzymywania m.in. amoniaku, metanolu, mocznika, wyższych alkoholi, kwasu solnego i eterów. Jednym ze sposobów otrzymywania wodoru na skalę przemysłową jest elektroliza wody. Zmniejszenie energochłonności tego procesu jest podstawowym zadaniem, które umożliwi powszechne wykorzystanie wodoru jako paliwa. W tym celu prowadzone są poszukiwania nowych materiałów elektrodowych zdolnych do katalitycznego udziału w zmniejszeniu bariery energetycznej elektrowydzielania wodoru. Wymagania stawiane takim materiałom to duża elektrochemicznie czynna powierzchnia właściwa, dobre przewodnictwo elektronowe, dobre właściwości elektrokatalityczne, dobra mechaniczna i chemiczna trwałość warstwy aktywnej na granicy z roztworem, selektywność przebiegu reakcji elektrochemicznej oraz[...]

  W pracy przedstawiono wyniki badań dotyczących oceny odporności korozyjnej powłok Ni-W, elektroosadzanych na podłożu ze stali węglowej metodą galwanostatyczną, przed i po obróbce cieplnej w powietrzu w temp. 900°C. Odporność na korozję elektrochemiczną badano w 5% roztworze NaCl przy zastosowaniu techniki polaryzacji potencjodynamicznej oraz elektrochemicznej spektroskopii impedancji. Powłoki poddano także ocenie jakościowej w badaniach odporności na działanie obojętnej mgły solnej zgodnie z normą PN-EN ISO 9227:2007. Charakterystykę materiału badań przed i po badaniach korozyjnych przeprowadzono za pomocą skaningowej mikroskopii elektronowej oraz dyfrakcji promieni rentgenowskich. Sugerowaną przyczyną poprawy właściwości ochronnych powłoki Ni-W po obróbce cieplnej jest modyfi kacja jej struktury. Słowa kluczowe: metody elektrochemiczne, obojętna mgła solna, odporność korozyjna, powłoki Ni-W Effect of heat treatment on the corrosion resistance of electrolytic Ni-W coatings This work presents the results of investigations concerning an assessement of corrosion resistance of the Ni-W coatings electrodeposited on a carbon steel substrate using galvanostatic method, before and after heat treatment in air at temp. 900°C. Resistance to electrochemical corrosion was tested in 5% NaCl solution using potentiodynamic polarization technique and electrochemical impedance spectroscopy. The coatings were also subjected to a qualitative assessement in tests of resistance to neutral salt fog effect according to PN-EN ISO 9227:2007 standard. Characteristics of the material under investigation before and after corrosive tests was carried out using scanning electron micrsocopy and X-ray diffraction. Suggested reason for the improvement of protective properties of the Ni-W coating after heat treatment is the modifi cation of its structure. Keywords: electrochemical methods, neutral salt fog, corrosion resistance, Ni-W coatings ochrona przed korozja[...]

  Elektrolityczne powłoki stopowe Zn-Ni-P-W otrzymano na podłożu ze stali węglowej St3S, w warunkach galwanostatycznych, przy zastosowaniu katodowej gęstości prądu j = 20 mA·cm-2. Powłoki te poddano obróbce cieplnej w atmosferze argonu. W pracy badano wpływ przeprowadzonej obróbki cieplnej na morfologię powierzchni, skład fazowy oraz odporność korozyjną otrzymanych powłok. Morfologię powierzchni oraz powierzchniowy skład chemiczny badano za pomocą mikroskopu skaningowego. Badania strukturalne wykonano metodą dyfrakcji promieni rentgenowskich. Elektrochemiczne badania odporności korozyjnej przeprowadzono w 5% roztworze NaCl. Na podstawie tych badań stwierdzono, że przeprowadzona obróbka cieplna poprawia wartości parametrów odporności korozyjnej. Wartość oporu polaryzacji wzrasta, a wartość prądu korozyjnego maleje. Następuje także przesunięcie potencjału korozyjnego w kierunku wartości dodatnich. Fakt ten sugeruje pozytywny wpływ obróbki cieplnej powłok Zn-Ni-P-W na ich odporność korozyjną. Słowa kluczowe: powłoki stopowe, elektroosadzanie, odporność korozyjna, obróbka cieplna Infl uence of thermal treatment on the corrosion resistance of Zn-Ni-P-W alloy coatings Electrolytic of Zn-Ni-P-W alloy coatings were obtained on the St3S carbon steel substrate, at the galvanostatic conditions, using a cathodic current density j = 20 mA·cm-2. These coatings were subjected to thermal treatment in argon atmosphere. The study examined the infl uence of thermal treatment on the surface morphology, phase composition and corrosion resistance of obtained coatings. Surface morphology and surface chemical composition were studied using a scanning electron microscopy. Structural studies were made using X-ray diffraction method. Electrochemical corrosion resistance tests were carried out[...]

W pracy przedstawiono wyniki badań odporności na korozję elektrochemiczną stopów na osnowie fazy międzymetalicznej Fe24Al (%wag.) o strukturze typu B2 z różną zawartością mikro- (B-0,008 %, Zr-0,45 %) i makro- (Cr-5,89 %) dodatków stopowych w środowisku 0,5 M H2SO4 w temp. 25°C. Potencjał korozyjny wyznaczony w pomiarach elektrochemicznych dla stopów Fe24Al5,89Cr (Ekor,obl = -565 mV) i Fe24Al0,008B0,45Zr5,89Cr (Ekor,obl = -554 mV) przyjmuje bardziej anodowe wartości w porównaniu do fazy Fe24Al (Ekor,obl = -577 mV). Anodowe zachowanie każdego badanego stopu wykazuje występowanie pasywacji, obserwowane w najszerszym zakresie potencjałów od Epas = -0,25 V do Ekpp = 0,89 V dla stopu zawierającego wszystkie zastosowane dodatki stopowe (B, Zr, Cr). Stop Fe- 24Al0,008B0,45Zr5,89Cr jako jed[...]

  Praca dotyczy badań wpływu wodoru na strukturę uporządkowanej fazy międzymetalicznej FeAl rejestrowanego zmianami natężeń linii dyfrakcyjnych na dyfraktogramach. Materiał badań otrzymano metodą metalurgii próżniowej. Zamieszczono zamierzony skład fazy Fe-50% at. Al oraz skład fazy po analizie chemicznej. Stwierdzono, że nasycanie wodorem fazy Fe-50% at. Al powoduje zmianę natężenia linii dyfrakcyjnych, co prawdopodobnie związane jest ze zmniejszeniem stopnia uporządkowania struktury. Próbki po sezonowaniu przez 72 h zachowują efekt nasycenia wodorem. Po zeszlifowaniu 0,2 mm grubości próbki nasycanej wodorem przez 3, 6, 12, 16 i 48 h nie następuje powrót do stanu wyjściowego, co dowodzi, że wodór wnika w głąb materiału. Faza Fe-50 at. % Al nasycana wodorem i przetrzymywana w ciekłym azocie oraz po sezonowaniu przez 508 h zachowują efekt nasycania wodorem. Słowa kluczowe: faza międzymetaliczna, Fe-50% at. Al, struktura B2, efekt nasycania wodorem Effect of electrochemical hydrogenation on the structure of the Fe-50 at. % Al intermetallic phase This work deals with investigations of hydrogen effect on the structure of the ordered FeAl intermetallic phase that was registered with intensity changes of diffraction lines in the XRD patterns. Material under investigation was obtained using the vacuum metallurgy method. Both the planned and after chemical analysis composition of the Fe-50 at. %Al phase was presented. It was ascertained that hydrogenation of the Fe- 50 at. % Al phase causes the change of diffraction lines what is probabely connected with the decrease of structure degree of order. Samples after seasoning for 72 h retain hydrogenation effect. In case of the sample hydrogenated for 3, 6, 12, 16 and 48 h, after grinding of the thickness 0.2 mm the return to initial state did not occur what proves that hydrogen has penetrated deep into the material. The Fe-50 at. % Al phase hydrogenated and kept in liquid nitrogen as well as af[...]

W pracy przedstawiono wyniki badań fazy międzymetalicznej FeAl o strukturze typu B2 z różną zawartością aluminium (37, 40, 43, 46, 50 %at.). Materiał do badań otrzymano metodą metalurgii próżniowej. Strukturę faz badano stosując metodę dyfrakcji promieni rentgenowskich. Szybkość dyfuzji wodoru wyznaczono za pomocą elektrochemicznej metody pomiaru szybkości przenikania wodoru przez membrany. Mikrostrukturę oraz mikrotwardość fazy FeAl badano przed i po przenikaniu wodoru. Stwierdzono, że wraz ze wzrostem zawartości Al w fazie FeAl maleje wielkość ziarna i wzrasta parametr uporządkowania dalekiego zasięgu, a własności mechaniczne ulegają poprawie. Wyznaczona wartość efektywnego współczynnika dyfuzji wodoru Def przyjmuje wartości rzędu 10-8 cm2·s-1. Sugerowaną przyczyną malejąc[...]

NiTi alloys have been widely used in biomedical field due to their shape memory effect, superelasticity and good biocompatibility [1]. They are excellent biomaterials for orthopaedics, dental applications, vascular and organ surgeries. However, these applications, especially as a long term implants, require special attention with respect to nickel ion release into the patient’s metabolism system and the surrounding tissue. The nickel can cause allergies if persons are highly sensitive and has a toxic effect on the cell when its concentration exceeds a certain level [2]. In order to improve the corrosion resistance of the NiTi alloy and suppress the release of nickel ions, many surface modification techniques have been used. Titanium oxide and nitride has been found a good candidate for layers, which sufficiently protect human body [3, 4]. Additionally, combination of a layer sequence, forming the titanium oxide and titanium nitride layers, increases corrosion resistance and biocompatibility [5]. The titanium oxide, especially TiO2 [6], increases the stability of the surface, creates the physical and chemical barrier against oxygen migration to the top and limits the way of the nickel oxidation [7]. Low chemical reactivity, high hardness as well as wear and corrosion resistance are characteristic properties of the titanium nitride and titanium oxide layers. Reported results show that layers were thick. Moreover, between the layer and the NiTi matrix a sublayer of intermetallic phases such as Ni3Ti or Ti2Ni were formed [5, 8]. All phases reveal low plastic properties, which limit their practical application in the field of medicine where the shape memory effect or superelasticity is required. Therefore, the formation of very thin surface layers of TiN, TiO2 or TiN+TiO2 with suitable nanostructure is the way to improve the biocompatibility of NiTi alloy with shape memory effect. In the present work the thin nitride-oxide lay[...]

  W pracy przedstawiono wyniki badań dotyczących oceny odporności korozyjnej uporządkowanej fazy międzymetalicznej FeAl o różnej zawartości Al (37, 40, 43, 46, 50 %at.) na działanie obojętnej mgły solnej wg normy PN-EN ISO 9227:2007. Przeprowadzono walidację zastosowanej metody badawczej przy użyciu próbek odniesienia ze stali CR4 zgodnie z normą ISO 3574. Produkty korozji usuwano po 48 h ekspozycji za pomocą czyszczenia mechanicznego oraz chemicznego, a następnie określano szybkość ubytku masy próbek na jednostkę powierzchni. Zamieszczono dyskusję źródeł niepewności pomiarowej. Charakterystykę badanej fazy przeprowadzono za pomocą skaningowej mikroskopii elektronowej oraz dyfrakcji promieni rentgenowskich. Stwierdzono, że ze wzrostem zawartości Al w badanej fazie wzrasta jej odporność na działanie obojętnej mgły solnej. Sugerowaną przyczyną takich zmian jest obecność na powierzchni Al2O3 o silnych własnościach barierowych. Słowa kluczowe: faza międzymetaliczna, FeAl, obojętna mgła solna, odporność korozyjna, stal CR4 Corrosion resistance of the FeAl intermetallic phase to effect of neutral salt fog In this work, the results concerning an assessment of corrosion resistance of the ordered FeAl intermetallic phase of different Al content (37, 40, 43, 46, 50 at.%) to effect of neutral salt fog according to PN-EN ISO 9227:2007 standard, were presented. Validation of the applied testing method using CR4 steel standard samples in accordance with ISO 3574 standard, was carried out. Corrosion products were removed after exposure of 48 h using mechanical and chemical cleaning, and then, the rate of mass loss per surface unit, was determined. Discussion on sources of measurement uncertainty was presented. Characteristics of the investigated phase was realized using scanning electron microscopy and X-ray diffraction. It was ascertained that with increase in Al content in the tested phase its resistance to effect of neutral salt fog increases. [...]

  The object of this work was the self-passivated Ti-15 wt % Mo implant alloy subjected to anodic oxidation in 1 M acetic acid aqueous solution at 5 V for 1 h. In order to thicken the oxide film a superior biocompatibility and corrosion resistance of the anodized implant was achieved. Surface of the tested alloy before and after anodizing was characterized using X-ray diffraction analysis (XRD), scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS) and profilometry. Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) measurements revealed a passive behaviour of the alloy under the experimental conditions. The bilayer oxide film consists of a porous outer layer (6.7±1.0 nm) and a thin, solid inner-barrier layer (1.4±0.3 nm). The obtained film is three times thicker than the oxide layer formed by self-passivation. The electrochemical studies in physiological saline solution (PSS) at 37°C showed that the anodic oxidation improved the corrosion resistance of the Ti15Mo alloy. No pitting corrosion was detected in anodic polarization measurements up to 9.5 V due to the presence of the barrier oxide layer on the alloy surface and phase composition of the examined alloy which contained only β-Ti phase. Key words: Ti15Mo alloy, anodization, oxide layer, corrosion resistance, EIS.1. INTRODUCTION In recent years titanium and its alloys were found to be very popular biomaterials for medical applications due to their excellent mechanical properties, high biocompatibility and good corrosion resistance [1]. Nowadays, toxic metals present in medical titanium alloy are replaced by neutral and non-harmful ones for human body. Among these materials, Ti15Mo alloys can be some examples. Allergenic and carcinogenic elements such as Ni, Al and V have been replaced by a biocompatible molybdenum [2]. Addition of Mo increases the corrosion resistance simultaneously reducing the elastic modulus [3]. If the Mo content is higher than 10[...]

Stopy NiTi o składzie chemicznym zbliżonym do równoatomowego, wykazujące efekt pamięci kształtu, są znane z licznych zastosowań w medycynie. Takie właściwości, jak efekt pamięci kształtu, a w szczególności pseudosprężystość, otwierają szerokie możliwości ich zastosowania jako biomateriału w ortopedii, stomatologii czy chirurgii naczyń bądź narządów wewnętrznych [1, 2]. Jednakże zastosowanie stopów NiTi na długoterminowe implanty budzi wątpliwości ze względu na ich odporność korozyjną oraz obecność niklu. W celu ograniczenia korozji i równoczesnego zwiększenia biokompatybilności powierzchnia stopów pokrywana jest warstwami ochronnymi. Tlenki tytanu [3, 4], azotki tytanu [5, 6] fazy diamentopodobne (DLC) [7] okazały się dobrymi materiałami na warstwy, które skutecznie chronią lud[...]