Phase formation and surface properties of ion implanted biocompatible titanium alloys

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Die Phasenbildung und Tiefenverteilungen von Titanlegierungen nach Ionenimplantation von Stickstoff, Kohlenstoff bzw. Edelmetallen werden mit Elektronen- und Rückstreu-Spektroskopie sowie mit Röntgenbeugung untersucht. Als Substratmaterialien werden neu entwickelte Legierungen verwendet, welche als Werkstoffe für den Knochen- oder Gelenkersatz in Betracht kommen. Die Verschleiß- und Korrosionseigenschaften werden unter technologisch relevanten Bedingungen geprüft. Die notwendigen Verfahren werden durch bereits erprobte Zusammenarbeit mit der GSI Darmstadt, dem Institut für Kernphysik Frankfurt, dem MPI Stuttgart und dem Forschungszentrum Rossendorf (FZR) zur Verfügung gestellt. Ziel des Vorhabens ist es, die Zusammensetzung und Phasen im oberflächennahen Bereich mit dem tribologischen und elektrochemischen Verhalten zu korrelieren. Es sollen Gesetzmäßigkeiten aufgezeigt werden, welche für verschiedene Legierungssysteme Vorhersagen zu Verbindungsbildung und zu den Eigenschaften in Abhängigkeit von den Ionenimplantationsparametern erlauben. In technologischer Hinsicht wird dazu beigetragen, die Ionenimplantation zur Verbesserung der Oberflächeneigenschaften neuer Titanlegierungen, deren Einsatz für Gelenkprothesen erwogen wird, auszunutzen.