Raman spectroscopic analysis of zirconia toughened alumina ceramic (ZTA) in presence of different metal stains and ZTA retrieval femoral heads.

Abstract

Il composito Zirconia-toughened alumina (ZTA) è un materiale molto utilizzato nelle applicazioni biomediche grazie alla sua biocompatibilità, resistenza a frattura e alla sua resistenza alla degradazione. Queste proprietà vengono meno quando la componente della zirconia all’interno della matrice di allumina, spontaneamente si trasforma nella fase più stabile (trasformazione da tetragonale a monoclina). Per quantificare la velocità di degradazione del materiale, in precedenza si utilizzava il modello Mehl-Avrami-Johnson (MAJ) dove venivano considerate solo la quantità di nuclei di fase monoclina e la rispettiva crescita. Il fenomeno però è governato anche da altri parametri come la quantità di monoclina inizialmente presente e la presenza di differenti strisci metallici. In questo lavoro si è voluto calcolare l’energia di attivazione in funzione sia della quantità di nuclei di fase monoclina che della loro rispettiva crescita, ma anche in funzione della temperatura e del tempo. In più si è aggiunto l’effetto di strisci metallici sulla superfice del materiale per verificare se l’energia di attivazione varia in presenza di essi. Si è proceduto con degli esperimenti simulati in vitro per poi procedere con delle verifiche dello stesso materiale utilizzato in vivo.