Rasterelektronenmikroskop (REM) Bruchflächenanalyse an Magnesiumdrähten zur Beweisführung von Spannungsrisskorrosion (PDF)

Bachelorarbeit aus dem Jahr 2016 im Fachbereich Ingenieurwissenschaften - Maschinenbau, Note: 2,0, Fachhochschule Stralsund (Maschinenbau), Veranstaltung: Werkstofftechnik, Sprache: Deutsch, Abstract: Die Anwendung von nicht degradierbaren Implantaten zur Fixierung von Knochen nach Frakturen ist seit Anfang des 20. Jahrhunderts eine effektive Methode, um diese während der Regeneration zu unterstützen. Dabei werden vorrangig Komponenten eingesetzt, die keine knochenähnlichen mechanischen Eigenschaften aufweisen. Dazu zählen Schrauben, Stifte und Platten aus Titan oder Edelstahl, die nach Abschluss der Genesung am Knochen fixiert verbleiben oder durch einen zusätzlichen operativen Eingriff wieder entfernt werden. Diese schmerzhafte und aufwendige Doppelbelastung des zweiten Eingriffs ist für betroffene Patienten ein erheblicher Nachteil.

Aktuelle Forschungen laufen darauf hinaus, den operativen Aufwand für Mediziner und vor allem Patienten zu verringern. Dies ist möglich in dem resorbierbare Implantate zum Einsatz kommen, die vom Körper abgebaut werden, sobald sie ihre Funktion erfüllt haben. Ein zweiter Eingriff wäre somit nicht notwendig. Als metallischer Werkstoff bietet Magnesium für dieses Anwendungsgebiet vorteilhafte Eigenschaften und zieht immer mehr Aufmerksamkeit auf sich. Die gute Biokompatibilität, die knochenähnlichen mechanischen Eigenschaften und die Möglichkeit der Resorption im menschlichen Körper, ermöglichen den Einsatz von speziellen Legierungen als degradierbare Implantate. Da Magnesium ein geringes elektrochemisches Potenzial aufweist und somit in wässrigen Medien sehr reaktiv ist, wird darauf hingearbeitet, das Korrosionsverhalten durch ausgewählte Legierungselemente besser steuern zu können. Ziel ist es, eine gleichmässige Degradation des Implantates zu erhalten. Magnesiumlegierungen, die Gadolinium als Bestandteil enthalten, zeigten in bisherigen Untersuchungen eine deutlich verringerte Korrosionsrate und verbesserte mechanische Eigenschaften im Vergleich zu reinem Magnesium. Diese Legierung könnte ein vielversprechender Kandidat für medizinische Anwendungen sein.

Ziel dieser Arbeit ist es, die Magnesium-Gadolinium-Legierung Mg4Gd auf bestimmte Eigenschaften und Verhaltensweisen zu untersuchen. Dabei steht der Nachweis im Vordergrund, ob die Legierung bei einer definierten Probengeometrie zu Spannungsrisskorrosion neigt. Untersucht wird dies mit einer statischen Last im elastischen Spannungsbereich. Kann Spannungsrisskorrosions nachgewiesen werden...