002

Instytut Nauki o Materiałach - Uniwersytet Śląski w Katowicach

Biomateriały, ćwiczenie nr 1 „Polerowanie i obserwacja wybranych biomateriałów metalicznych”

•    warunki prądowe i wielkość ładunku elektrycznego - gęstości prądu w procesie polerowania są odpowiednio duże i wynoszą 3-15 kA/m², natomiast wielkość ładunku elektrycznego wynosi 100- 1000Ah/m²; taki zakres stosowanych gęstości prądu pozwala na wyznaczenie czasu trwania procesu 1 - 30 min.; im lepsze przygotowanie powierzchni oraz otrzymanie bardziej drobnoziarnistej struktury krystalicznej tym mniejszy ładunek elektryczny jest potrzebny,

•    warunki hydrodynamiczne - w trakcie kąpieli fosforanowo - siarczanowej stosuje się mało intensywne mieszanie; pozwala ono na wyrównanie stężenia i temperatury w całej objętości.

Wpływ polerowania na właściwości fizyko-chemiczne

•    własności mechaniczne - w wyniku polerowania poprawiają się własności mechaniczne; wzrasta wytrzymałość na rozciąganie oraz zmęczenie, obniża się wytrzymałość na skręcanie i zginanie w wyniku usunięcia zewnętrznej warstwy metalu,

•    odporność korozyjna powierzchni - czynnikiem decydującym o odporności korozyjnej jest stan powierzchni materiału; im powierzchnia materiału jest gładsza tym większa jest odporność korozyjna; polerowanie mechaniczne powoduje zniekształcenie warstwy powierzchniowej (warstwa Beilby’ego); poddanie materiału procesowi polerowania powoduje usunięcie warstwy powierzchniowej, dzięki czemu materiał jest bardziej odporny na korozję,

•    własności refleksyjne powierzchni - uzyskanie gładkiej powierzchni w procesie polerowania zwiększa właściwości refleksyjne; odpowiednio dobrane parametry pozwalają uzyskać współczynnik odbicia światła o wartości ok. 90%; usuwanie nierówności poniżej 1 pm wpływa na współczynnik odbicia światła, usunięcie nierówności powyżej 1jum decyduje o średniej chropowatości.

2. Polerowanie mechaniczne

Polerowanie mechaniczne jest jednym z finalnych etapów procesu wykonywania zgładów metalograficznych, czyli odpowiednio przygotowanych do badań powierzchni próbek. W cyklu przygotowań wyróżnia się:

•    wycinanie,

•    szlifowanie,

•    polerowanie,

•    trawienie (ujawnienie struktury)

Zależnie od tego, jakie informacje chcemy uzyskać, stosuje się szlif wzdłużny lub poprzeczny. Wymaga to wiedzy na temat orientacji faz w materiale. Przykładowo, szlif poprzeczny stosuje się przeważnie do statystycznych oznaczeń ilościowych, a szlif wzdłużny daje informację o plastyczności faz czy warunkach gorącej przeróbki plastycznej.

W procesie szlifowania i polerowania próbki zazwyczaj oprawiane są w odpowiednie dla stosowanej metody formy (uchwyty). Celem tego jest uzyskanie takiej formy, która ułatwi jej ręczną preparatykę bądź umożliwi zamocowanie próbki w urządzeniach automatycznych (szlifierkach, polerkach, szlifirko-polerkach). Istnieje kilka sposobów mocowania próbek. Stosuje się specjalne uchwyty mechaniczne, galwanizowanie, zalewanie próbek tworzywami, lecz najbardziej popularną metodą jest inkludowanie. Rozróżniamy dwa rodzaje inkludowania: na gorąco (pod ciśnieniem) oraz na zimno. Jednym z najważniejszych parametrów, na jakich nam zależy podczas inkludowania, jest zachowanie krawędzi próbki, czyli tzw. retencja. W zależności od tego, jaki materiał inkludujemy, dobieramy substancję chemo- lub termoutwardzalną, możliwie niekurczliwą i o współczynniku ścieralności jak najbliższym z'materiałem próbki. Zazwyczaj są to: bakelit, akryl, ftalan diallilu, żywice epoksydowe, akrylowe, poliestrowe. Substancje te są obojętne wobec procesu trawienia i zapewniają bardzo dobrą retencję.

str. 2