Elektrochemische Korrosion von Biomaterialien
Metalle und deren Legierungen unterliegen bei Kontakt mit einem Elektrolyten der elektrochemischen Korrosion. Als Elektrolyt fungieren hierbei im Körper physiologische Lösungen, wie z. B. der Speichel oder Blut. Als Konsequenz daraus beginnt die Implantatoberfläche zu korrodieren. Dabei kann es zur Auflösung des Metalls mit einhergehender Ionenfreigabe kommen. Allerdings können auch Metallverbindungen entstehen und die Oberfläche vor korrosiven Angriffen schützen, die sog. (Re)passivierung.
Unser Fokus ist derzeit die Untersuchung des Korrosionsverhaltens dentaler Legierungen an Beispielen aus der Prothetik und Kieferorthopädie. Dabei spielt die Zusammensetzung der Legierung eine Rolle, aber auch der Umstand, dass es häufig zu Materialpaarungen unterschiedlicher Legierungszusammensetzung (galvanisches Element) in der Mundhöhle kommt. Ein anderer Aspekt sind Fügetechniken [(Laser)schweißen, Löten], wie sie bei der Herstellung aber auch Reparatur von zahntechnischen Versorgungen angewendet werden. Neben der Fügetechnik kommt es auch durch den Wärmeeinfluss zu Veränderungen in der Gefügestruktur.
Diese Fragestellungen untersuchen wir durch Stromdichte-Potenzial-Messungen (Lineare Polarisation) an verschiedenen Legierungen sowie deren Werkstoffpaarungen und die anschließende Analyse charakteristischer Parameter, wie das Ruhepotenzial, das Korrosionspotenzial, den Korrosionswiderstand und die Korrosionsrate bis hin zum Durchbruchspotenzial. Bei eisenfreien Legierungen kann zusätzlich über die cyclische Polarisation das Repassivierungsverhalten untersucht werden.
Die elektrochemische Messung geht einher mit einer morphologischen Charakterisierung (Licht- und Elektronenmikroskopie) aber auch einer qualitativen Elementanalytik (EDX) wie auch einer quantitativen Ionenanalytik (ICP-MS). Letzteres wird durch Kooperationspartner durchgeführt.