Kornaufgelöste und korrelierte Morphologie- und Reaktivitätsanalyse von Passivschichten titanbasierter Implantatmaterialien

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Ziel des Teilvorhabens ist der Einsatz integrierter Messsonden für Rasterkraftmikroskopie (SFM, scanning force microscopy) und elektrochemische Rastermikroskopie (SECM, scanning electrochemical microscopy) zur Untersuchung von Passivschichten auf Implantatmaterialien aus Titan und mehrphasigen Titanlegierungen. Dafür werden die SECM-Messmethoden an die Bedingungen sehr kleiner Messsonden und die apparativen Randbedingungen eines kommerziellen Rasterkraftmikroskops angepasst sowie quantitative Beschreibungen für die von Partner 1 hergestellten integrierten SFM-SECM-Meßsonden entwickelt. Diese kommen zum Einsatz, um in räumlich korrelierten Morphologie- und Reaktivitätsabbildungen mit Submikrometerauflösung den Einfluss der Legierungsbestandteile auf die elektronenleitenden Eigenschaften der nativen Luftpassivschichten auf mehrphasigen Titanlegierungen aufzuklären. An elektronenleitenden Passivschichten kann in einer kathodischen Korrosionsreaktion aus gelöstem Sauerstoff H2O2 entstehen, das zur Schädigung des anliegenden Gewebes führt und möglicherweise ursächlich für die aseptische Lockerung ist. Die lokale Entstehung von H2O2 soll an relevanten titanbasierten Materialien mit lokaler Auflösung untersucht werden.