Skuteczność ochronna powłok ceramicznych typu SiO2-Al2O3-ZrO2 otrzymywanych metodą zol-żel na stali 316L eksponowanej w płynach ustrojowych

Na powierzchni stali 316L otrzymano metodą zol-żel pięciowarstwowe powłoki SiO2- Al2O3-ZrO2, spiekane w temperaturze 200 lub 500°C, o różnej zawartości cyrkonu. Zastosowano prekursory: tetraetoksysilan (TEOS), tri-sec-butanolan glinu (TBA) i tetraetoksycyrkonian (ZrEt). Stosunek molowy Si:Al:Zr wynosił: 1:1:1, 1:1:0,1 oraz 1:1:0,01. Próbki niepokrytej stali 316L oraz z powłokami SiO2- Al2O3-ZrO2eksponowano w płynach ustrojowych: Ringera lub sztucznej krwi (SBF). Na podstawie badań potencjodynamicznych wyznaczano: potencjał korozyjny (Ekor); gęstość prądu przy potencjale -750 mVNEK(iE=-750mV, obszar katodowy); potencjał przejścia katodowo-anodowego (EK-A); opór polaryzacyjny (Rp); gęstość prądu korozyjnego (ikor), przepuszczalność powłok (P). Stwierdzono, że otrzymane powłoki SiO2- Al2O3-ZrO2 spełniają funkcję ochronną dla podłoża ze stali 316L, a także stanowią warstwę aktywnej bioceramiki, na której prawdopodobnie osadza się ceramika apatytowa, np. hydroksyapatyt.

---

The five-layer SiO2- Al2O3-ZrO2coatings were prepared with sol-gel method, sintering at the temperature 200 or 500°C at various contents of zirconium on stainless steel type 316L. Tetraethoxysilane (TEOS), aluminum sec-butoxide (TBA) and zirconium(IV) ethoxide (ZrEt) were used as a precursor. The molar ratio Si:Al:Zr were obtained: 1:1:1, 1:1:0.1 and 1:1:0.01. The samples stainless steel 316L without coatings and steel 316L with SiO2- Al2O3-ZrO2coatings were exposited in various physiological solutions: Ringer solution or simulated body fluid (SBF). On the basis of potentiodynamic measurements: corrosion potential (Ekor); current density at potential -750mVNEK ( iE=-750mV, cathodic area); cathodic to anodic transition potential (EK-A); polarization resistance (Rp); current corrosion density (ikor) and through-coatings porosity (P) have been determined. The ceramic coatings type SiO2- Al2O3-ZrO2 performs a double function: protective properties in the physiological solutions and bioactive ceramic, on which the surface probably deposited hydroxyapatite.