Page 24 - Реферат_Ткачук

22

фіксується лише гідрид титану TiH2 (рис. 17 а), в той час як за вищих напруг
формується покриття, яке містить ГА, монокальцій фосфат моногідрат
Ca(H2PO4)2H2O і пірофосфат титану TiP2O7 (рис. 17 б). У діапазоні напруг
140…180 В товщина осадженої плівки становить 2…13 мкм, а середній розмір
пор 0,5…1 мкм. За напруг 200 і 220 В формується ГА покриття зі сфероїдальною
структурою товщиною 140 і 240 мкм відповідно; середній розмір пор становить
13…20 мкм. Показано, що збільшення тривалості осадження за напруги 220 В
від 3 до 9 хв сприяє росту фази гідроксиапатиту. Корозійна тривкість
ГА покриттів у розчині Рінгера за 37 °С покращується зі збільшенням напруги
осадження від 180 до 220 В завдяки зміщенню фазоутворення в бік формування
ГА.

Рис. 17. Дифракційні спектри (а, б) і співвідношення Ca/P (в) для ГА покриття,
сформованого на титані в електроліті 3% H3PO4 + гідроксиапатит залежно від напруги
осадження: 1 – 140; 2 – 160; 3 – 180; 4 – 200; 5 – 220 В.

Проте ГА, сформований в електроліті 3% H3PO4 + гідроксиапатит,
забезпечує занадто високу шорсткість поверхні (8 мкм), що є неприйнятним,
оскільки відомо, що поверхні зі шорсткістю Ra > 2 мкм погіршують
остеоінтеграцію та створюють вищий ризик розвитку бактеріальної колонізації.
Окрім цього у сформованому ГА співвідношення Ca/P наближається до 0,5, що
не відповідає співвідношенню Ca/P, характерному для кісткової тканини
(рис. 17 в).
Для збагачення поверхневого шару титану під час процесу ПЕО іонами
кальцію та фосфору, а, відповідно, і для підвищення співвідношення Ca/P було
використано лужний електроліт (1M КОН; Са10(РО4)6(ОН)2 – 100 г/л) (pH=14),
що пов'язано з його вищою електропровідністю. Досліджено вплив концентрації
гідроксиду калію KOH від 0,5М до 2М на формування ГА покриття на технічно
чистому титані ВТ1-0 за напруги осадження 160 В протягом 1 хв за імпульсного
режиму осадження. Сформовані ГА покриття мають пористу структуру
(рис. 18 а). Зі збільшенням концентрації KOH зростає як поруватість покриття
(від 4 до 25%), так і середній розмір пор (від 2,02 до 3,99 мкм), що пов'язано з
більшою кількістю іскрових мікророзрядів під час процесу ПЕО. За низької
концентрації KOH (0,5М) формується несуцільне покриття з високою
шорсткістю поверхні (Ra=2,82 мкм).
Встановлено, що за концентрацій КОН ≥ 1М на титані утворюються
поруваті покриття зі сфероїдальною структурою, характерною для ГА покриття,
та помірною шорсткістю (Ra=1,52...1,68 мкм) поверхні (рис. 18 а). Зі
збільшенням концентрації електроліту фазовий склад покриття змінюється від
Ca10(PO4)6(OH)2 до CaTiO3 (рис. 18 б), причому найбільший вміст фази ГА