Skip to main content
Erschienen in: Journal of Sol-Gel Science and Technology 3/2013

01.09.2013 | Original Paper

Surface characteristics and corrosion resistance of sol–gel derived CaO–P2O5–SrO–Na2O bioglass–ceramic coated Mg alloy by different heat-treatment temperatures

verfasst von: Xuexin Wang, Shu Cai, Guohua Xu, Xinyu Ye, Mengguo Ren, Kai Huang

Erschienen in: Journal of Sol-Gel Science and Technology | Ausgabe 3/2013

Einloggen

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

To improve the initial corrosion resistance and then make the degradation rate of magnesium alloys to meet the biomedical application, crack-free CaO–P2O5–SrO–Na2O bioglass-ceramic coatings were synthesized on AZ31 magnesium alloy substrates using a sol–gel dip-coating technique followed by a heat-treatment in the temperature range of 400–500 °C. The effects of heat-treatment on the phase constituents, surface characteristics and corrosion resistances of the coatings were investigated. It was shown that the crystallization of Ca2P2O7 occurred after the glass was treated at 400 °C. As the temperature increased from 400 °C to 450 °C, besides main phase Ca2P2O7, β-Ca(PO3)2 and Ca4P6O19 were identified as minor crystal phases in the glass–ceramic. No new phase was detected with the temperature increasing to 500 °C except for the further crystallization. Meanwhile, the water contact angles of the coatings decreased with the increase of heat-treatment temperature due to the great crystallization. The corrosion resistances of the coated magnesium alloys were studied by electrochemical corrosion techniques in the simulated body fluid. The results revealed that the coating heat-treated at 400 °C exhibited superior corrosion resistance because of less crystallization, suggesting that the calcium phosphate bioglass–ceramic coating can provide effective protection for magnesium alloy substrate to control its initial degradation in vivo and maintain the desired mechanical properties.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Literatur
1.
Zurück zum Zitat Amaravathy P, Rose C, Sathiyanarayanan S, Rajendran N (2012) J Sol–Gel Sci Technol 64:694–703CrossRef Amaravathy P, Rose C, Sathiyanarayanan S, Rajendran N (2012) J Sol–Gel Sci Technol 64:694–703CrossRef
2.
Zurück zum Zitat Hornberger H, Virtanen S, Boccaccini AR (2012) Acta Biomater 8:2442–2455CrossRef Hornberger H, Virtanen S, Boccaccini AR (2012) Acta Biomater 8:2442–2455CrossRef
4.
Zurück zum Zitat Liu DB, Zuo YB, Meng WY, Chen MF, Fan Z (2012) Mater Sci Eng C 32:1253–1258CrossRef Liu DB, Zuo YB, Meng WY, Chen MF, Fan Z (2012) Mater Sci Eng C 32:1253–1258CrossRef
5.
6.
Zurück zum Zitat Witte F, Kaese V, Haferkamp H, Switzer E, Meyer-Lindenberg A, Wirth CJ, Windhagen H (2005) Biomaterials 26:3557–3563CrossRef Witte F, Kaese V, Haferkamp H, Switzer E, Meyer-Lindenberg A, Wirth CJ, Windhagen H (2005) Biomaterials 26:3557–3563CrossRef
7.
Zurück zum Zitat Onoki T, Yamamoto S, Onodera H, Nakahira A (2011) Mater Sci Eng C 31:499–502CrossRef Onoki T, Yamamoto S, Onodera H, Nakahira A (2011) Mater Sci Eng C 31:499–502CrossRef
9.
Zurück zum Zitat Wu GS, Shanaghi A, Zhao Y, Zhang XM, Xu RZ, Wu ZW, Li GY, Chu PK (2012) Surf Coat Technol 206:4892–4898CrossRef Wu GS, Shanaghi A, Zhao Y, Zhang XM, Xu RZ, Wu ZW, Li GY, Chu PK (2012) Surf Coat Technol 206:4892–4898CrossRef
10.
Zurück zum Zitat Song Y, Zhang SX, Li JN, Zhao CL, Zhang XN (2010) Acta Biomater 6:1736–1742CrossRef Song Y, Zhang SX, Li JN, Zhao CL, Zhang XN (2010) Acta Biomater 6:1736–1742CrossRef
11.
Zurück zum Zitat Li JX, Cai S, Xu GH, Li XD, Zhang WJ, Zhang Z (2012) Mater Sci Eng C 32:356–363CrossRef Li JX, Cai S, Xu GH, Li XD, Zhang WJ, Zhang Z (2012) Mater Sci Eng C 32:356–363CrossRef
12.
Zurück zum Zitat Laleh M, Kargar F, Sabour Rouhaghdam A (2011) J Sol–Gel Sci Technol 59:297–303CrossRef Laleh M, Kargar F, Sabour Rouhaghdam A (2011) J Sol–Gel Sci Technol 59:297–303CrossRef
13.
Zurück zum Zitat Guo XH, An MZ, Yang PX, Su CN, Zhou YH (2009) J Sol–Gel Sci Technol 52:335–347CrossRef Guo XH, An MZ, Yang PX, Su CN, Zhou YH (2009) J Sol–Gel Sci Technol 52:335–347CrossRef
14.
Zurück zum Zitat Oh S, Han MH, Im WB, Kim SY, Kim KH, You C, Ong JL (2010) J Sol–Gel Sci Technol 53:627–633CrossRef Oh S, Han MH, Im WB, Kim SY, Kim KH, You C, Ong JL (2010) J Sol–Gel Sci Technol 53:627–633CrossRef
15.
Zurück zum Zitat Gopi D, Govindaraju KM, Victor CAP, Kavitha L, Rajendiran N (2008) Spectrochim Acta Part A 70:1243–1245CrossRef Gopi D, Govindaraju KM, Victor CAP, Kavitha L, Rajendiran N (2008) Spectrochim Acta Part A 70:1243–1245CrossRef
16.
17.
18.
Zurück zum Zitat Ardelean H, Frateur I, Zanna S, Atrens A, Marcus P (2009) Corros Sci 51:3030–3038CrossRef Ardelean H, Frateur I, Zanna S, Atrens A, Marcus P (2009) Corros Sci 51:3030–3038CrossRef
19.
Zurück zum Zitat Chai LY, Yu X, Yang ZH, Wang YY, Okido M (2008) Corros Sci 50:3274–3279CrossRef Chai LY, Yu X, Yang ZH, Wang YY, Okido M (2008) Corros Sci 50:3274–3279CrossRef
20.
Zurück zum Zitat Roy A, Singh SS, Datta MK, Lee B, Ohodnicki J, Kumta PN (2011) Mater Sci Eng B 176:1679–1689CrossRef Roy A, Singh SS, Datta MK, Lee B, Ohodnicki J, Kumta PN (2011) Mater Sci Eng B 176:1679–1689CrossRef
21.
Zurück zum Zitat Carta D, Pickup DM, Knowles JC, Smith ME, Newport RJ (2005) J Mater Chem 15:2134–2140CrossRef Carta D, Pickup DM, Knowles JC, Smith ME, Newport RJ (2005) J Mater Chem 15:2134–2140CrossRef
22.
Zurück zum Zitat Kirkland NT, Birbilis N, Walker J, Woodfield T, Dias GJ, Staiger MP (2010) J Biomed Mater Res Part B Appl Biomater 95B:91–100CrossRef Kirkland NT, Birbilis N, Walker J, Woodfield T, Dias GJ, Staiger MP (2010) J Biomed Mater Res Part B Appl Biomater 95B:91–100CrossRef
23.
25.
Zurück zum Zitat Holowacz I, Podbielska H, Bauer J, Ulatowska-Jarza A (2005) Opt Appl 35:691–699 Holowacz I, Podbielska H, Bauer J, Ulatowska-Jarza A (2005) Opt Appl 35:691–699
26.
27.
Zurück zum Zitat Chen MH, Shen ML, Zhu SL, Wang FH, Niu Y (2011) Mater Sci Eng A 528:3186–3192CrossRef Chen MH, Shen ML, Zhu SL, Wang FH, Niu Y (2011) Mater Sci Eng A 528:3186–3192CrossRef
28.
Zurück zum Zitat Ye XY, Xu GH, Cai S, Dou Y, Zhu YR, Hu HT (2012) J Mater Sci 47:3763–3769CrossRef Ye XY, Xu GH, Cai S, Dou Y, Zhu YR, Hu HT (2012) J Mater Sci 47:3763–3769CrossRef
29.
Zurück zum Zitat Carta D, Knowles JC, Smith ME, Newport RJ (2007) J Non-Cryst Solids 353:1141–1149CrossRef Carta D, Knowles JC, Smith ME, Newport RJ (2007) J Non-Cryst Solids 353:1141–1149CrossRef
30.
Zurück zum Zitat Zheludkevich ML, Yasakau KA, Bastos AC, Karavai OV, Ferreira MGS (2007) Electrochem Commun 9:2622–2628CrossRef Zheludkevich ML, Yasakau KA, Bastos AC, Karavai OV, Ferreira MGS (2007) Electrochem Commun 9:2622–2628CrossRef
31.
Zurück zum Zitat Dou Y, Cai S, Ye XY, Xu GH, Hu HT, Ye XJ (2012) J Sol–Gel Sci Technol 61:126–132CrossRef Dou Y, Cai S, Ye XY, Xu GH, Hu HT, Ye XJ (2012) J Sol–Gel Sci Technol 61:126–132CrossRef
32.
Zurück zum Zitat Zamarreno CR, Bravo J, Goicoechea J, Matias IR, Arregui FJ (2007) Sens Actuators B 128:138–144CrossRef Zamarreno CR, Bravo J, Goicoechea J, Matias IR, Arregui FJ (2007) Sens Actuators B 128:138–144CrossRef
33.
Zurück zum Zitat Verma LK, Sakhuja M, Son J, Danner AJ, Yang H, Zeng HC, Bhatia CS (2011) Renew Energy 36:2489–2493CrossRef Verma LK, Sakhuja M, Son J, Danner AJ, Yang H, Zeng HC, Bhatia CS (2011) Renew Energy 36:2489–2493CrossRef
34.
Zurück zum Zitat Malekmohammadi F, Rouhaghdam SA, Shahrabi T (2011) J Non-Cryst Solids 357:1141–1146CrossRef Malekmohammadi F, Rouhaghdam SA, Shahrabi T (2011) J Non-Cryst Solids 357:1141–1146CrossRef
35.
36.
Zurück zum Zitat Jamesh M, Kumar S, Sankara Narayanan TSN (2011) Corros Sci 53:645–654CrossRef Jamesh M, Kumar S, Sankara Narayanan TSN (2011) Corros Sci 53:645–654CrossRef
37.
Zurück zum Zitat Song G, Atrens A, St John D, Wu X, Nairn J (1997) Corros Sci 39:1981–2004CrossRef Song G, Atrens A, St John D, Wu X, Nairn J (1997) Corros Sci 39:1981–2004CrossRef
38.
Zurück zum Zitat Zong Y, Yuan GY, Zhang XB, Mao L, Niu JL, Ding WJ (2012) Mater Sci Eng B 177:395–401CrossRef Zong Y, Yuan GY, Zhang XB, Mao L, Niu JL, Ding WJ (2012) Mater Sci Eng B 177:395–401CrossRef
Metadaten
Titel
Surface characteristics and corrosion resistance of sol–gel derived CaO–P2O5–SrO–Na2O bioglass–ceramic coated Mg alloy by different heat-treatment temperatures
verfasst von
Xuexin Wang
Shu Cai
Guohua Xu
Xinyu Ye
Mengguo Ren
Kai Huang
Publikationsdatum
01.09.2013
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Sol-Gel Science and Technology / Ausgabe 3/2013
Print ISSN: 0928-0707
Elektronische ISSN: 1573-4846
DOI
https://doi.org/10.1007/s10971-013-3122-6

Weitere Artikel der Ausgabe 3/2013

Journal of Sol-Gel Science and Technology 3/2013 Zur Ausgabe

    Marktübersichten

    Die im Laufe eines Jahres in der „adhäsion“ veröffentlichten Marktübersichten helfen Anwendern verschiedenster Branchen, sich einen gezielten Überblick über Lieferantenangebote zu verschaffen.