bezpieczna ilość domieszki przetopionej stali w stopach

Katarzyna KAPUSTKA, ATH Bielsko-Biała, WSID w Ustroniu
prof.dr hab.n.tech. Maciej HAJDUGA, ATH Bielko-Biała, WSID w Ustroniu
Klaudia WAWRZYNEK, WSID w Ustroniu
BEZPIECZNA ILOŚĆ DOMIESZKI PRZETOPIONEJ STALI W
STOPACH PROTETYCZNYCH, NIE WPŁYWAJĄCA NA
POWSTAWANIA METALOZY
SAFE NUMBER OF ADDITIVES MELTED STEEL ALLOYS
PROSTHETIC WITHOUT AFFECTING FORMATION METALOSIS
Słowa kluczowe:
Korozja, przetopy, stal CoCrMoW, biomateriały, stop dentystyczny, metaloza, sztuczna ślina
1.WSTĘP
Stopy stosowane w technice dentystycznej należą do grupy stopów określonych mianem
biomateriałów. Z tego względu muszą spełniać odpowiednie wymagania, które określone są
normą PN-EN ISO 6871-1:2000P. Stopy na osnowie kobaltowej cechują się
biofunkcjonalnością, wysoką wytrzymałością mechaniczną, podwyższoną odpornością na
korozję w środowisku tkanek. Odlewnicze stopy kobaltu posiadają strukturę niejednorodnego
austenitu. W celu podwyższenia wytrzymałości i zwiększenia ciągliwości stosuje się obróbkę
cieplną (wyżarzanie ujednorodniające). Pomimo szerokiej gamy dostępnych stopów,
w kontrastowym przedziale cenowym, stosuje się domieszki przetopionej, zanieczyszczonej
stali. Biorąc pod uwagę względy ekonomiczne i koniunkturalne, jest to (celowy?) trafny
sposób postępowania. Należy jednak zwrócić uwagę na zasadniczą kwestię- przebiegającej
metalozy w ludzkim organizmie. Poprzez wykonanie badań korozyjnych możliwe jest
dokładne określenie „bezpiecznej” ilości przetopionej stali w podbudowie protetycznej.
Stal dentystyczna stosowana jest w specyficznych warunkach, na które składa się
występowanie złożonych sił, trudne warunki chemiczne.
W 1956 roku w Nowym Jorku dostarczone zostały poważne dowody przez Hoar’a i
Hines’a [2] na poparcie mechanizmu elektrochemicznego. Według którego działanie
elektrochemiczne środowiska wspomagane jest przez występowanie naprężeń
mechanicznych, powodujących rozrywanie warstewki ochronnej i ułatwiających rozrost
szczeliny .
Pomimo czynności przesycania stali CoCrMoW poprzez metody odlewnicze, trudno
uzyskać satysfakcjonującą wytrzymałość chemiczną i mechaniczną, gdy użytkuje się
domieszkę obarczoną duża ilością zanieczyszczeń.
Praca została poświęcona próbie określenia zbalansowanego udziału procentowego
przetopionego metalu w podbudowie protetycznej ze względu na korozję w warunkach
fizjologicznych.
Płyny ustrojowe mają właściwości elektrolitów i łączą ze sobą poszczególne struktury
ludzkiego ciała w nierozerwalną całość, z tego powodu istnieje ryzyko wystąpienia korozji
XI Konferencja Naukowa Majówka Młodych Biomechaników im. prof. Dagmary Tejszerskiej
s. 52
stopów podbudowy. Udowodniono, że nawet kilkunastogodzinny kontakt śliny z metalem
może źle wpływać na zdrowie użytkownika i przyczyniać się do powstania
ogólnoustrojowych chorób, bólu i, dyskomfortu lub znacznego pogorszenia samopoczucia.
2. BADANIA KOROZYJNE Z ZASTOSOWANIEM PŁYNÓW FIZJOLOGICZNYCH
2.1. Cel pracy
Celem pracy była ocena prawidłowego stosunku ilościowego przetopionego metalu i stali
prefabrykowanej. W zamiarze określenia optymalnego układu, który będzie najmniej
obarczony korozją wżerową i naprężeniową. Przy zastosowaniu odwzorowanego naturalnego
otoczenia, sztucznej śliny. Przyjęto stosunek różnicy w zakresie 10% dla poszczególnych
wartości, aby uzyskać obiektywne i jednoznaczne wyniki.
2.2. Zakres pracy
Zakres pracy obejmuje badania elektrochemiczne (potencjodynamiczne) odporności
korozyjnej wybranych stopów. Wykorzystany został stop dentystyczny CoCrMoW firmy
KERALLOY KB z odpowiednią ilością domieszki przetopionej stali. Jako środowisko
fizjologiczne przyjęto wyłącznie sztuczną ślinę, ze względu na to że stop jest użytkowany
w takim otoczeniu. Zachowano parametry zbliżone do ludzkiego organizmu; temperaturę
36,6°C, - 37°C, oraz ph=7. Dominującymi pierwiastkami strukturalnymi jest Co, Cr, Mo, W
odpowiednich proporcjach procentowych składników. Wykonano także badania korozji
materiału rodzimego i w 100% przetopionego. Na podstawie powyższych badań można
ocenić wytrzymałość chemiczną poszczególnych próbek.
2.3. Wnioski
Na postawie przeprowadzonych badań można wnosić co następuje:
1. Rodzaj środowiska korozyjnego wpływa na gęstość prądów katodowych oraz potencjał
przejścia katodowo-anodowego po 10-minutowej ekspozycji w roztworze korozyjnym;
2. Największy wzrost potencjału zarodkowania wżeru (EW) stwierdzono dla próbek
posiadających ponad 50% przetopionej stali;
3. W ocenie jednoznacznej szybkości zachodzenia korozji zastosowano proste Tafela przy
zastosowaniu otoczenia sztucznej śliny.
LITERATURA
[1] M. Hajduga, A. Kalukin, B. Kalukin, Ochrona przed korozją - wydanie specjalne 11s/A,
187 (2007).
[2] Hoar, T. P., Hines, J. G.: J. Iron and Steel Inst., 182, 124 , 1956.
[3], Loch J. , Krawiec H.: Zachowanie korozyjne stopów kobaltu w roztworze sztucznej śliny. Katedra
Chemii i Korozji Metali, Wydział Odlewnictwa, 2013
[4] Plaskota B., Błaszczyk T.: „Elektrochemiczne badania korozji biomateriałów”, Inżynieria
Biomateriałów, R.7, nr 35-36, 2004
[5] A. Michajlik, W. Ramotowski, Anatomia i fizjologia człowieka, PZWL, Warszawa
(2007).