Korrosionsermüdungsverhalten additiv prozessierter Eisenlegierungen für degradierbare Implantate

Steffen Wackenrohr

doi:10.5771/9783690301985

Zusammenfassung

Der Einsatz von Reineisen als degradierbaren Implantatwerkstoff bietet aufgrund seiner hohen Biokompatibilität und seinen gleichzeitig überlegenen mechanischen Eigenschaften gegenüber Implantaten auf Magnesium- oder Zinkbasis ein hohes Anwendungspotential. Eine grundlegende Herausforderung besteht jedoch in der Steigerung der Korrosions- bzw. Degradationsraten, welche bei Reineisen vergleichsweise gering sind. Mit Hilfe additiver Fertigungsverfahren können durch die Modifikation des Ausgangspulvers und durch gezielt eingestellte Erschmelzungs- und Erstarrungsprozesse neuartige Legierungsklassen erzeugt werden und so die Degradationsraten deutlich gesteigert werden. Um das Ermüdungsverhalten der neuartigen Legierungen auch unter Korrosionseinfluss beschreiben zu können, wurde ein Lebensdauermodell nach dem Z-Integralansatz entwickelt und validiert. Für die Modellbildung wurden konventionelles Reineisen und elektronenstrahlgeschmolzenes Reineisen untersucht. Auf Basis des Modells können die Einflüsse der veränderlichen Korrosionsraten und die variierenden Anrisslängen auf die Lebensdauer unter schwingender Belastung vorhergesagt werden.

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Bibliographische Angaben

Auflage: 1/2026
Copyrightjahr: 2026
ISBN-Print: 978-3-690-30193-0
ISBN-Online: 978-3-69030-198-5
Verlag: TEWISS, Garbsen
Reihe: Berichte aus dem IW
Band: 02/2026
Sprache: Deutsch
Seiten: 138
Produkttyp: Monographie

Inhaltsverzeichnis

KapitelSeiten

1. Vorwort und Danksagung Kein Zugriff
2. Inhaltsverzeichnis Kein Zugriff
3. Formelzeichen und Abkürzungen Kein Zugriff
1. 1.1 Zielsetzung der Arbeit Kein Zugriff
2. 1.2 Struktur der Arbeit Kein Zugriff
1. 2.1 Additive Fertigung Kein Zugriff
2. 2.2 Korrosion von Metallen Kein Zugriff
3. 2.3 Degradierbare Metallimplantate Kein Zugriff
4. 2.4 Grundlagen der Materialermüdung Kein Zugriff
5. 2.5 Bruchmechanische Lebensdauermodelle Kein Zugriff
6. 2.6 Schlussfolgerungen für das weitere Vorgehen Kein Zugriff
1. 3.1 Vorgehensweise Kein Zugriff
2. 3.2 Untersuchungswerkstoffe Kein Zugriff
3. 3.3 Elektropolitur der Ermüdungsproben Kein Zugriff
4. 3.4 Analyse des lokalen Verformungsverhaltens mittels digitaler Bild- und Volumenkorrelation Kein Zugriff
5. 3.5 Mikrostrukturanalyse mittels XRM Kein Zugriff
6. 3.6 Ermüdungsprüfung Kein Zugriff
1. 4.1 Korrosionsermüdungsverhalten von Reineisen Kein Zugriff
2. 4.2 Korrosionsermüdungsverhalten von PBF-EB/M-Fe Kein Zugriff
3. 4.3 Korrosionsermüdungsverhalten von PBF-EB/M-Fe + Fe2O3 Kein Zugriff
4. 4.4 Korrosionsermüdungsverhalten von PBF-EB/M-Fe + CeO2 Kein Zugriff
5. 4.5 Zwischenfazit zur Oxidpartikelmodifikation Kein Zugriff
1. 5.1 Ermittlung von Defektgrößen Kein Zugriff
2. 5.2 Lokales Verformungsverhalten Kein Zugriff
3. 5.3 LCF-Korrosionsermüdungsverhalten von Reineisen Kein Zugriff
4. 5.4 LCF-Korrosionsermüdungsverhalten von PBF-EB/M-Fe Kein Zugriff
5. 5.5 Wechselverformungsverhalten Kein Zugriff
6. 5.6 Ermittlung der Energiedichten über Incremental Step Tests Kein Zugriff
7. 5.7 Rissfortschrittsuntersuchungen Kein Zugriff
1. 6.1 Lebensdauermodellierung von Reineisen Kein Zugriff
2. 6.2 Lebensdauermodellierung von PBF-EB/M-Fe Kein Zugriff
3. 6.3 Modellnutzung für die spätere Anwendung Kein Zugriff
1. 7.1 HCF-Korrosionsermüdungsverhalten von Reineisen und PBF-EB/M-Fe Kein Zugriff
2. 7.2 HCF-Korrosionsermüdungsverhalten von PBF-EB/M-Fe +Fe2O3 und CeO2 Kein Zugriff
3. 7.3 Mikrostruktur und LCF-Korrosionsermüdungsverhalten von Reineisen und PBF-EB/M-Fe Kein Zugriff
4. 7.4 Modellbildung und Anwendung für Implantatwerkstoffe Kein Zugriff
8 Zusammenfassung und Ausblick Kein Zugriff Seiten 106 - 108
1. 9.1 Literatur Kein Zugriff
2. 9.2 Im Rahmen der Promotion betreute und zitierte Studienarbeiten Kein Zugriff
3. 9.3 Zitierte Normen Kein Zugriff