Texture and microstructure of HAp thin layers on Ti6Al4V

A new biocompatybile HAp/TiN multilayer coatings were developed by a multiplex technology comprising glow discharge nitriding and pulsed laser deposition. Glow discharge method was used to fabricate TiN interlayer on the Ti6Al4V substrate. Alternately depositing TiN and HAp layers on Ti6Al4V substrates applied to prevent direct contact of the human tissue with metallic substrates. Coatings bioinert implants with bioactive hydroxyapatite ceramics oers a potential for biological interaction between the bone and the coated implant, which enables positive biological/chemical material connections. With the objective of producing a new generation of biomaterials, titanium alloys submitted to glow discharge nitriding were used as a substrate for hydroxyapatite coating, deposited by the pulsed laser deposition method. Hydroxyapatite (HAp) layers were deposited at 250C by means of the Nd-YAG laser (lambda = 1064nm) working at the repetition of 10Hz. Stoichiometry of the HAp target was generally transferred to the Ti6Al4V/TiN substrate. However, a respectively high volume fraction of amorphous phase was formed due to not high enough temperature for full crystallization (250C) which was stated on the basis of XRD examinations. Contribution of the gas flow in the reactive chamber was stated in relation to the observed crystallographic texture. The performed AFM studies revealed that the high level of crystallization has been obtained when oxygen was introduced into the reactive chamber.

---

Nowe wielowarstwowe powłoki HAp/TiN uzyskano multipleksową technologią azotowania jarzeniowego i osadzania laserem impulsowym. Azotowanie jarzeniowe zastosowano w celu wytworzenia warstwy TiN na stopie Ti6Al4V celem zabezpieczenia bezpośredniego kontaktu tkanki z metalowym podłożem. Powłoka bioobojętnego implantu z bioaktywną hydroksyapatytowa ceramiką stwarza potencjalną możliwość biologicznego oddziaływnia pomiędzy kością a powłoką implantu. Nowa generacja biomateriału na bazie stopu tytanu uzyskana została osadzając hydroksyapatyt metoda PLD na uprzednio poddany azotowaniu jarzeniowemu podłoże metaliczne. HAp osadzano w temperaturze 250C laserem Nd:YAG przy repetycji 10 Hz. Uzyskano bliskie stechiometrii fazy HAp na podłożu Ti6Al4V/TiN. Metodą XRD stwierdzono obecność pewnego udziału fazy amorficznej ze względu na niewystarczająco wysoką temperaturę do pełnej krystalizacji. Stwierdzono wpływ wielkości przepływu gazu w komorze reakcyjnej na teksturę krystalograficzną. Badania mikroskopią sił atomowych (AFM) ujawniły wysoki stopień krystaliczności przy maksymalnym przepływie tlenu.