Original title:
Příprava podvojných vrstevnatých hydroxidů na kompozitních Mg-hydroxyapatit substrátech
Translated title:
Preparation of layered double hydroxides on Mg-hydroxyapatite-based substrates
Authors:
Knoflíček, Milan ; Doskočil, Leoš (referee) ; Buchtík, Martin (advisor) Document type: Bachelor's theses
Year:
2024
Language:
cze Publisher:
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická Abstract:
[cze][eng]
Cílem bakalářské práce byla příprava a charakterizace povlaků na bázi podvojných vrstevnatých hydroxidů (LDH) na Mg kompozitních substrátech připravených práškovou metalurgií. Jako plnivo byl použitý hydroxyapatit (HAp). Depozice MgAl-LDH povlaků na povrch kompozitů proběhla v reakční směsi obsahující Al(NO3)3 při pH 10 a teplotě 95 °C. Morfologie a struktura vzorků byly charakterizovány pomocí rastrovací elektronové mikroskopie (SEM). Prvkové složení jak samotných kompozitů, tak i připravených povlaků, bylo charakterizováno energiově disperzní spektroskopií (EDS). Analýzou struktury Mg-HAp kompozitů bylo zjištěno, že se vzrůstající koncentrací výztuže docházelo k nárůstu četnosti aglomerátů HAp. Nejvyšší četnost aglomerátů byla detekována ve vzorcích obsahujících 20 a 50 hm. % HAp plniva, u kterých bylo zároveň zaznamenáno na rozdíl od ostatních vzorků výrazné zhoršení korozních vlastností. Naopak nejlepší korozní odolnost vykazoval vzorek s 1 hm. % plniva. Ostatní vzorky s obsahem plniva od 0 do 10 hm. % byly z hlediska korozní odolnosti relativně podobné. Potenciodynamické testy prokázaly, že povlakované vzorky vykazují řádově vyšší korozní odolnost ve srovnání se vzorky nepovlakovanými. U povlakovaných vzorků s obsahem HAp do 10 hm. % včetně byla pozorována uniformní vrstva LDH. Na vzorcích s vyšším obsahem výztuže, tj. s 20 a 50 hm % HAp, byla detekována přítomnost trhlin související s přítomností objemných HAp aglomerátů. V těchto místech byla pozorována i nižší adheze povlaku. Bylo zjištěno, že pro dosažení vysokých kvalit LDH povlaků je optimální množství HAp výztuže míchaných a následně lisovaných Mg-HAp kompozitů do 5 hm. % HAp. Vyšší obsah HAp ve vzorcích vedl zpravidla ke vzniku defektů nebo zhoršení korozních vlastností.
The aim of this bachelor thesis was the preparation and characterization of coatings based on layered double hydroxides (LDH) on Mg composite substrates prepared by powder metalurgy. Hydroxyapatite (HAp) was used as a filler. The deposition of MgAl-LDH coatings on the surface of composites was carried out in a reaction mixture containing Al(NO3)3 at pH 10 and a temperature of 95 °C. The morphology and structure of the samples were characterized using scanning electron microscopy (SEM). The elemental composition of both composites themselves and the prepared coatings were characterized by energy dispersive spectroscopy (EDS). Analysis of the structure of Mg-HAp composites revealed that the frequency of HAp agglomerates increased with increasing reinforcement concentration. The highest frequency of agglomerates was detected in samples containing 20 and 50 wt. % HAp filler, where unlike the other samples, a significant deterioration of corrosion properties was also observed. In contrast, the best corrosion resistance was shown by the sample with 1 wt. % of filler. Other samples with filler contents from 0 to 10 wt. % were relatively similar in terms of corrosion resistance. Potentiodynamic tests demonstrated that coated samples exhibited significantly higher corrosion resistance compared to the uncoated samples. A uniform layer of LDH was observed in the coated samples with HAp content up to and including 10 wt. %. The presence of cracks related to the presence of bulky HAp agglomerates was detected on samples with higher reinforcement content, i.e. 20 and 50 wt. % HAp. Lower coating adhesion was also observed at these locations. It was found that to achieve high quality of LDH coatings, the optimum amount of HAp reinforcement of mixed and subsequently pressed Mg-HAp composites is up to 5 wt. % HAp. Higher HAp content in the samples generally led to the formation of defects and deterioration of corrosion properties.
Keywords:
corrosion.; hydroxyapatite; Layered double hydroxides; LDH; Mg; powder metallurgy; hydroxyapatit; koroze.; LDH; Mg; Podvojné vrstevnaté hydroxidy; prášková metalurgie
Institution: Brno University of Technology
(web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library. Original record: https://hdl.handle.net/11012/248632
guest ::
