Вольтамперометричне дослідження особливостей анодної обробки біомедичної нержавіючої сталі AISI 304 в ethaline: вплив температури та добавок води
Анотація
Показано, що низькотемпературний евтектичний розчинник Ethaline є екологічнобезпечним та перспективним середовищем для електрополірування нержавіючої сталі AISI 304, яка широко застосовується для виготовлення різноманітних виробів медичного призначення. Отримані вольтамперограми зразків сталі AISI 304 у Ethaline дозволили обрати оптимальні умови для анодної обробки за різних температурних режимів (від 20 до 50оС) та з добавками до електроліту води (до 10 %). Виявлено, що ефективність Ethaline, як електроліту для анодної обробки, пов’язана, насамперед, з його унікальними фізико-хімічними властивостями: значною в’язкістю і при цьому порівняно високою, як для іонних рідин, електропровідністю. Висока густина розчинника Ethaline обумовлює повільність дифузії продуктів анодного розчинення сталі, за рахунок чого відбувається формування в’язкого приелектродного шару і досягається висока ефективність процесу полірування. Встановлено, що зі збільшенням температури та появою у електроліті Ethaline добавок води швидкість анодного розчинення сталі збільшується і це дозволяє використовувати більші густини анодного струму для електрополірування в гальваностатичному режимі або менші потенціали при потенціостатичному режимі.
Завантаження
Посилання
Chen Q., Thouas G.A. Metallic implant biomaterials. Materials Science and Engineering: R: Reports. 2015, 87, 1-57.
G. Yang, B. Wang, K. Tawfiq, H. Wei, S. Zhou, G. Chen. Electropolishing of surfaces: theory and applications. Surface Engineering. 2016, 33 (2), 1-18.
Singh V.B., Arvindt U. Electrodissolution of AISI 304 stainless steel in concentrated acids leading to electropolishing. Indian Journal of Chemical Technology. 1995, 2, 211-216.
Jeyashree G., Subramanian A., Vasudevan T., Mohan S., Venkatachalam R. Electropolishing of stainless steel. Bulletin of Electrochemistry. 2000, 16 (9), 388-391.
Nazneen F., Galvin P., Arrigan D.W.M., Thompson M., Benvenuto P., Herzog G. Electro-polishing of medical-grade stainless steel in preparation for surface nano-texturing. Journal of Solid State Electrochemistry. 2012, 16 (4), 1389-1397.
Smith E.L. Deep eutectic solvents (DESs) and the metal finishing industry: where are they now? Transactions of the IMF. The International Journal of Surface Engineering and Coat-ings. 2013, 91 (5), 241-248.
Smith E.L., Abbott A.P., Ryder K.S. Deep eutectic solvents (DESs) and their applications. Chemical reviews. 2014, 114 (21), 11060-11082.
Paiva A., Craveiro R., Aroso I., Martins M., Reis R.L., Duarte A.R.C. Natural deep eutectic solvents – solvents for the 21st century. ACS Sustainable Chemistry & Engineering. 2014, 2 (5), 1063-1071.
Abbott A.P., Ryder K.S., König U. Electrofinishing of metals using eutectic based ionic liq-uids. Transactions of the Institute of Metal Finishing. 2008, 86 (4), 196-204.
Abbott A.P., Dsouza N., Withey P., Ryder, K.S. Electrolytic processing of superalloy aero-space castings using choline chloride-based ionic liquids. Transactions of the Institute of Metal Finishing. 2012, 90 (1), 9-14.
Abbott A.P., Frisch G., Hartley J., Karim W.O., Ryder K.S. Anodic dissolution of metals in ionic liquids. Progress in Natural Science: Materials International. 2015, 25 (6), 595-602.
Loftis J.D., Abdel-Fattah T.M. Nanoscale electropolishing of high-purity silver with a deep eutectic solvent. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. 2016, 511, 113-119.
Abbott A.P., Capper G., McKenzie K.J., Ryder K.S. Voltammetric and impedance studies of the electropolishing of type 316 stainless steel in a choline chloride based ionic liquid. Elec-trochimica Acta. 2006, 51 (21), 4420-4425.
Gomer R., Tyson G.N. Some glycol complexes of the light transition metals. Journal of the American Chemical Society. 1944, 66 (8), 1331-1333.
Craveiro R., Aroso I., Flammia V., Carvalho T., Viciosa M.T., Dionísio M., Barreiros S., Reis R.L., Duarte A.R.C., Paiva A. Properties and thermal behavior of natural deep eutectic sol-vents. Journal of Molecular Liquids. 2016, 215, 716-722.
Kityk A.A., Rublova Y.D., Vasil’eva E.A., Bannyk N.G. Physicochemical properties and corrosion activity of deep eutectic solvents Ethaline and Reline towards mild steel. Issues of Chemistry and Chemical Technology. 2016, 5-6, 4-10 [in Ukrainian].
