Page 31 - Реферат_Ткачук

29

1. Встановлено закономірності формування структурно-фазового стану
модифікованих шарів на титанових сплавах медичного призначення шляхом
дифузійного насичення з контрольованого азотвмісного газового середовища, та
його вплив на зносо- та корозійну тривкість у фізіологічних розчинах.

Визначено, що зносостійкість азотованого титанового сплаву ВТ6 у трибопарі з
UHMWPE в 10% водному розчині хондроїтину сульфату, який моделює
синовіальну рідину, є кращою, коли на поверхні утворюється нітридний шар на
базі фази Ti2N, що забезпечується насиченням у діапазоні низьких температур
(600–800 °С) і тривалих витримок (8 год) у розрідженому азоті (1–10 Па).
Показано, що корозійна тривкість азотованого титанового сплаву ВТ6 у

фізіологічних розчинах, що моделюють середовище людського організму, є
кращою, коли на поверхні утворюється нітридний шар на базі мононітриду
титану TiNx, формування якого забезпечується насиченням у діапазоні високих
температур (850–900 °С) і коротких витримок (≤8 год) за атмосферного тиску
азоту.

2. Розроблено етапний спосіб азотування технічно чистого титану ВТ1-0, що
забезпечує високий рівнень трибологічних і протикорозійних характеристик
поверхні у фізіологічному середовищі внаслідок формування структурно-
фазового стану приповерхневих шарів із регламентованою морфологією та
якістю поверхні. На стенді-імітаторі біомеханічного руху людини Т-24
визначено, що інтенсивність зношування чашки з UHMWPE в парі з азотованою
титановою головкою утричі менша, ніж із широковживаним у виробництві

медичних імплантів сплавом CoCrMo. Встановлено, що азотована за
розробленим способом насичення поверхня титану ВТ1-0 покращує
цитосумісність, що дозволяє перейти до досліджень in vivo.
3. Розроблено наукові підходи до формування оксинітридних шарів на
титанових сплавах медичного призначення шляхом насичення з

контрольованого розрідженого азоткисневмісного газового середовища в умовах
конкурування процесів оксидо- та нітридоутворення, що реалізовували як у
розрідженому (0,001…0,1 Па) азоткисневмісному газовому середовищі
(повітря), так і у розрідженому азоті з додаванням 20 і 30 об.% кисню
(азоткисневмісній газовій суміші). Показано, що оксинітридні шари формуються
в широкому діапазоні температур (500...750°С). Встановлено, що зі зменшенням

вмісту кисню в азоткисневмісній газовій суміші від 30 до 20 об.% корозійна
тривкість оксинітрованого титану зростає незалежно від температури
оксинітрування. Встановлено, що впливаючи на співвідношення азоту та кисню
в оксинітриді титану, можна формувати як оксинітриди еквіатомного складу, так
і збагачені азотом чи киснем, змінюючи при цьому функціональні

характеристики модифікованих шарів.
4. Базуючись на результатах трансмісійної електронної мікроскопії,
встановлено, що при модифікуванні нестехіометричного нітриду титану киснем
відбувається заміщення атомів азоту на атоми кисню з формуванням на поверхні