{"id":{"repo_id":"brno-tech","oai_identifier":"oai:dspace.vut.cz:11012/257578"},"canonical_url":"https://search.dev.ndltd.org/etd/brno-tech/oai:dspace.vut.cz:11012/257578","repository":{"repo_id":"brno-tech","name":"Brno University of Technology","base_url":"https://dspace.vut.cz/oai/request"},"display":{"title":"Efekt uhlíku v biodegradabilních materiálech na bázi železa","abstract":"Diplomová práca sa venuje biodegradabilným kostným implantátom na báze železa s prídavkom horčíka a uhlíka. Hlavným cieľom je posúdiť, ako obsah uhlíka a teplota sintrovania ovplyvňujú mikroštruktúru, korózne správanie a priebeh degradácie pripravených vzoriek v simulovanej telesnej tekutine. Teoretická časť opisuje stavbu kosti a jej regeneráciu, využitie horčíka, železa a zinku ako biodegradabilných materiálov, úlohu uhlíka ako prísady, hlavné typy korózie a metódy hodnotenia degradácie ako meranie pH a elektrickej vodivosti, Tafelova extrapolácia, SEM a EDX. V praktickej časti bol najskôr podľa metodiky Kokuba a Takadamu pripravený roztok simulovanej telesnej tekutiny a následne metódami práškovej metalurgie boli zhotovené štyri typy vzoriek zloženia 18 g Fe - 2 g Mg – 0,5 g C a 18 g Fe – 2 g Mg – 1 g C, sintrované pri teplotách 700 °C a 850 °C. Vzorky boli podrobené meraním kontaktného uhla, Tafelovou extrapoláciou, sledovaním pH a elektrickej vodivosti počas 24-hodinovej a dlhodobej 42-dňovej expozície v SBL a analýzou povrchu pomocou SEM a EDX pred aj po expozícii. Výsledky ukázali, že dominantným parametrom ovplyvňujúcim počiatočnú rýchlosť degradácie je teplota sintrovania, ktorá prispieva k pórovitosti a tvorbe metalurgických spojov, zatiaľ čo obsah uhlíka má zásadnejší vplyv predovšetkým na mikroštruktúru a hodnoty koróznych parametrov. V dlhodobom horizonte sa všetky štyri vzorky približujú k podobnému rovnovážnemu stavu pH a vodivosti. Hlavnou zložkou vzniknutých koróznych produktov sú fosfátové zlúčeniny horčíka, ktoré vznikajú reakciou rýchlo sa rozpúšťajúceho horčíka s fosfátovými iónmi prítomnými v SBL.","abstract_html":"Diplomová práca sa venuje biodegradabilným kostným implantátom na báze železa s prídavkom horčíka a uhlíka. Hlavným cieľom je posúdiť, ako obsah uhlíka a teplota sintrovania ovplyvňujú mikroštruktúru, korózne správanie a priebeh degradácie pripravených vzoriek v simulovanej telesnej tekutine. Teoretická časť opisuje stavbu kosti a jej regeneráciu, využitie horčíka, železa a zinku ako biodegradabilných materiálov, úlohu uhlíka ako prísady, hlavné typy korózie a metódy hodnotenia degradácie ako meranie pH a elektrickej vodivosti, Tafelova extrapolácia, SEM a EDX. V praktickej časti bol najskôr podľa metodiky Kokuba a Takadamu pripravený roztok simulovanej telesnej tekutiny a následne metódami práškovej metalurgie boli zhotovené štyri typy vzoriek zloženia 18 g Fe - 2 g Mg – 0,5 g C a 18 g Fe – 2 g Mg – 1 g C, sintrované pri teplotách 700 °C a 850 °C. Vzorky boli podrobené meraním kontaktného uhla, Tafelovou extrapoláciou, sledovaním pH a elektrickej vodivosti počas 24-hodinovej a dlhodobej 42-dňovej expozície v SBL a analýzou povrchu pomocou SEM a EDX pred aj po expozícii. Výsledky ukázali, že dominantným parametrom ovplyvňujúcim počiatočnú rýchlosť degradácie je teplota sintrovania, ktorá prispieva k pórovitosti a tvorbe metalurgických spojov, zatiaľ čo obsah uhlíka má zásadnejší vplyv predovšetkým na mikroštruktúru a hodnoty koróznych parametrov. V dlhodobom horizonte sa všetky štyri vzorky približujú k podobnému rovnovážnemu stavu pH a vodivosti. Hlavnou zložkou vzniknutých koróznych produktov sú fosfátové zlúčeniny horčíka, ktoré vznikajú reakciou rýchlo sa rozpúšťajúceho horčíka s fosfátovými iónmi prítomnými v SBL.","abstract_has_math":false,"creators":["Pacalaj, Timotej"],"institution":"Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií","degree_name":null,"degree_level":null,"degree_discipline":null,"degree_department":null,"school":null,"contributors":[],"advisors":["Sedlaříková, Marie"],"committee_chairs":[],"committee_members":[],"year":null,"date_issued":"","date_published":null,"updated_at":"2026-07-24T01:22:34Z","subjects":["biodegradabilný implantát","železo","horčík","uhlík","prášková metalurgia","sintrovanie","korózia","simulovaná telesná tekutina","SBL","Tafelova extrapolácia","SEM","EDX","pH","elektrická vodivosť","kostný implantát","biodegradable implant","iron","magnesium","carbon","powder metallurgy","sintering","corrosion","simulated body fluid","SBF","Tafel extrapolation","electrical conductivity","bone implant"],"languages":["sk"],"rights":["Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení"],"rights_urls":[],"identifier_entries":[{"key":"dc:identifier.other","label":"Dc Identifier Other","values":["176792"],"render_values":[{"text":"176792","href":null,"code":true}]}]},"links":{"outbound_url":"http://hdl.handle.net/11012/257578","outbound_label":"Handle","outbound_source":"dc:identifier.uri"},"metadata_groups":[{"id":"people","label":"People","entries":[{"key":"dc:contributor.advisor","label":"Advisor","values":["Sedlaříková, Marie"]},{"key":"dc:creator","label":"Author","values":["Pacalaj, Timotej"]}]},{"id":"academic_context","label":"Academic Context","entries":[{"key":"dc:publisher","label":"Institution","values":["Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií"]},{"key":"dc:type","label":"Dc Type","values":["Text"]},{"key":"thesis:institution_name","label":"Thesis Institution Name","values":["Ing."]}]},{"id":"subjects_keywords","label":"Subjects and Keywords","entries":[{"key":"dc:subject","label":"Dc Subject","values":["biodegradabilný implantát","železo","horčík","uhlík","prášková metalurgia","sintrovanie","korózia","simulovaná telesná tekutina","SBL","Tafelova extrapolácia","SEM","EDX","pH","elektrická vodivosť","kostný implantát","biodegradable implant","iron","magnesium","carbon","powder metallurgy","sintering","corrosion","simulated body fluid","SBF","Tafel extrapolation","electrical conductivity","bone implant"]}]},{"id":"language_rights","label":"Language and Rights","entries":[{"key":"dc:language.iso","label":"Language (ISO)","values":["sk"]},{"key":"dc:rights","label":"Dc Rights","values":["Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení"]}]},{"id":"identifiers","label":"Identifiers","entries":[{"key":"dc:identifier.other","label":"Dc Identifier Other","values":["176792"]},{"key":"dc:identifier.uri","label":"Identifier URI","values":["http://hdl.handle.net/11012/257578"]}]},{"id":"additional","label":"Additional Metadata","entries":[{"key":"dc:description.abstract","label":"Abstract","values":["Diplomová práca sa venuje biodegradabilným kostným implantátom na báze železa s prídavkom horčíka a uhlíka. Hlavným cieľom je posúdiť, ako obsah uhlíka a teplota sintrovania ovplyvňujú mikroštruktúru, korózne správanie a priebeh degradácie pripravených vzoriek v simulovanej telesnej tekutine. Teoretická časť opisuje stavbu kosti a jej regeneráciu, využitie horčíka, železa a zinku ako biodegradabilných materiálov, úlohu uhlíka ako prísady, hlavné typy korózie a metódy hodnotenia degradácie ako meranie pH a elektrickej vodivosti, Tafelova extrapolácia, SEM a EDX. V praktickej časti bol najskôr podľa metodiky Kokuba a Takadamu pripravený roztok simulovanej telesnej tekutiny a následne metódami práškovej metalurgie boli zhotovené štyri typy vzoriek zloženia 18 g Fe - 2 g Mg – 0,5 g C a 18 g Fe – 2 g Mg – 1 g C, sintrované pri teplotách 700 °C a 850 °C. Vzorky boli podrobené meraním kontaktného uhla, Tafelovou extrapoláciou, sledovaním pH a elektrickej vodivosti počas 24-hodinovej a dlhodobej 42-dňovej expozície v SBL a analýzou povrchu pomocou SEM a EDX pred aj po expozícii. Výsledky ukázali, že dominantným parametrom ovplyvňujúcim počiatočnú rýchlosť degradácie je teplota sintrovania, ktorá prispieva k pórovitosti a tvorbe metalurgických spojov, zatiaľ čo obsah uhlíka má zásadnejší vplyv predovšetkým na mikroštruktúru a hodnoty koróznych parametrov. V dlhodobom horizonte sa všetky štyri vzorky približujú k podobnému rovnovážnemu stavu pH a vodivosti. Hlavnou zložkou vzniknutých koróznych produktov sú fosfátové zlúčeniny horčíka, ktoré vznikajú reakciou rýchlo sa rozpúšťajúceho horčíka s fosfátovými iónmi prítomnými v SBL.","This master's thesis deals with biodegradable bone implants based on iron with the addition of magnesium and carbon. The main objective is to evaluate how carbon content and sintering temperature influence the microstructure, corrosion behaviour and degradation of the prepared samples in simulated body fluid. The theoretical part describes bone structure and its regeneration, the use of magnesium, iron and zinc as biodegradable materials, the role of carbon as an additive, the main types of corrosion and the methods used to evaluate degradation, such as pH and electrical conductivity measurement, Tafel extrapolation, SEM and EDX. In the practical part, the simulated body liiquid solution was first prepared according to the Kokubo and Takadama methodology, and four types of samples were produced by powder metallurgy with the compositions 18 g Fe – 2 g Mg – 0.5 g C and 18 g Fe – 2 g Mg – 1 g C, sintered at temperatures of 700 °C and 850 °C. The samples were subjected to contact-angle measurement, Tafel extrapolation, monitoring of pH and electrical conductivity during a 24-hour and a long-term 42-day exposure in SBF, and surface analysis using SEM and EDX before and after exposure. The results showed that the dominant parameter influencing the initial degradation rate is the sintering temperature, which contributes to porosity and to the formation of metallurgical bonds, whereas carbon content has a more significant influence mainly on the microstructure and on the values of the corrosion parameters. In the long term, all four samples approach a similar values of pH and conductivity. The main component of the resulting corrosion products are magnesium phosphate compounds, which are formed by the reaction of rapidly dissolving magnesium with the phosphate ions present in the SBL."]},{"key":"dc:title","label":"Title","values":["Efekt uhlíku v biodegradabilních materiálech na bázi železa"]}]}],"canonical_facts":{"dc:contributor.advisor":["Sedlaříková, Marie"],"dc:creator":["Pacalaj, Timotej"],"dc:description.abstract":["Diplomová práca sa venuje biodegradabilným kostným implantátom na báze železa s prídavkom horčíka a uhlíka. Hlavným cieľom je posúdiť, ako obsah uhlíka a teplota sintrovania ovplyvňujú mikroštruktúru, korózne správanie a priebeh degradácie pripravených vzoriek v simulovanej telesnej tekutine. Teoretická časť opisuje stavbu kosti a jej regeneráciu, využitie horčíka, železa a zinku ako biodegradabilných materiálov, úlohu uhlíka ako prísady, hlavné typy korózie a metódy hodnotenia degradácie ako meranie pH a elektrickej vodivosti, Tafelova extrapolácia, SEM a EDX. V praktickej časti bol najskôr podľa metodiky Kokuba a Takadamu pripravený roztok simulovanej telesnej tekutiny a následne metódami práškovej metalurgie boli zhotovené štyri typy vzoriek zloženia 18 g Fe - 2 g Mg – 0,5 g C a 18 g Fe – 2 g Mg – 1 g C, sintrované pri teplotách 700 °C a 850 °C. Vzorky boli podrobené meraním kontaktného uhla, Tafelovou extrapoláciou, sledovaním pH a elektrickej vodivosti počas 24-hodinovej a dlhodobej 42-dňovej expozície v SBL a analýzou povrchu pomocou SEM a EDX pred aj po expozícii. Výsledky ukázali, že dominantným parametrom ovplyvňujúcim počiatočnú rýchlosť degradácie je teplota sintrovania, ktorá prispieva k pórovitosti a tvorbe metalurgických spojov, zatiaľ čo obsah uhlíka má zásadnejší vplyv predovšetkým na mikroštruktúru a hodnoty koróznych parametrov. V dlhodobom horizonte sa všetky štyri vzorky približujú k podobnému rovnovážnemu stavu pH a vodivosti. Hlavnou zložkou vzniknutých koróznych produktov sú fosfátové zlúčeniny horčíka, ktoré vznikajú reakciou rýchlo sa rozpúšťajúceho horčíka s fosfátovými iónmi prítomnými v SBL.","This master's thesis deals with biodegradable bone implants based on iron with the addition of magnesium and carbon. The main objective is to evaluate how carbon content and sintering temperature influence the microstructure, corrosion behaviour and degradation of the prepared samples in simulated body fluid. The theoretical part describes bone structure and its regeneration, the use of magnesium, iron and zinc as biodegradable materials, the role of carbon as an additive, the main types of corrosion and the methods used to evaluate degradation, such as pH and electrical conductivity measurement, Tafel extrapolation, SEM and EDX. In the practical part, the simulated body liiquid solution was first prepared according to the Kokubo and Takadama methodology, and four types of samples were produced by powder metallurgy with the compositions 18 g Fe – 2 g Mg – 0.5 g C and 18 g Fe – 2 g Mg – 1 g C, sintered at temperatures of 700 °C and 850 °C. The samples were subjected to contact-angle measurement, Tafel extrapolation, monitoring of pH and electrical conductivity during a 24-hour and a long-term 42-day exposure in SBF, and surface analysis using SEM and EDX before and after exposure. The results showed that the dominant parameter influencing the initial degradation rate is the sintering temperature, which contributes to porosity and to the formation of metallurgical bonds, whereas carbon content has a more significant influence mainly on the microstructure and on the values of the corrosion parameters. In the long term, all four samples approach a similar values of pH and conductivity. The main component of the resulting corrosion products are magnesium phosphate compounds, which are formed by the reaction of rapidly dissolving magnesium with the phosphate ions present in the SBL."],"dc:identifier.other":["176792"],"dc:identifier.uri":["http://hdl.handle.net/11012/257578"],"dc:language.iso":["sk"],"dc:publisher":["Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií"],"dc:rights":["Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení"],"dc:subject":["biodegradabilný implantát","železo","horčík","uhlík","prášková metalurgia","sintrovanie","korózia","simulovaná telesná tekutina","SBL","Tafelova extrapolácia","SEM","EDX","pH","elektrická vodivosť","kostný implantát","biodegradable implant","iron","magnesium","carbon","powder metallurgy","sintering","corrosion","simulated body fluid","SBF","Tafel extrapolation","electrical conductivity","bone implant"],"dc:title":["Efekt uhlíku v biodegradabilních materiálech na bázi železa"],"dc:type":["Text"],"thesis:institution_name":["Ing."]},"updated_at":"2026-07-24T01:22:34Z"}