Page 40 - Реферат_Ткачук

38

середовища та гідроксиапатитних покриттів регламентованих параметрів
плазмо-електролітним оксидуванням.
Встановлено загальні 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.
Розроблено етапний спосіб азотування технічно чистого титану ВТ1-0, що
забезпечує високий рівень трибологічних і протикорозійних характеристик
поверхні у фізіологічних розчинах. Апробація на стенді-імітаторі біомеханічного
руху людини Т-24 показала, що інтенсивність зношування чашки з UHMWPE в
парі з азотованою титановою головкою менша у 3 рази порівняно з парою тертя
з CoCrMo. Встановлено, що азотована за розробленим способом насичення
поверхня покращує цитосумісність титану, що дозволяє перейти до досліджень
in vivo.
Розроблено наукові підходи до формування оксинітридних шарів на
титанових сплавах з контрольованого азоткисневмісного газового середовища як
у розрідженому (0,001…0,1 Па) азоткисневмісному газовому середовищі
(повітря), так і насиченням у розрідженому азоті з додаванням 20 і 30 об.% кисню
(азоткисневмісній газовій суміші). Встановлено температурний (500...750 °С)
діапазон формування оксинітридних шарів.
Встановлено, що при модифікуванні нестехіометричного нітриду титану
киснем відбувається заміщення атомів азоту на атоми кисню з формуванням на
поверхні оксинітриду титану TiNxO1-x, в якому вміст азоту зменшується, аж до
утворення оксиду титану TiO2. Визначено, що збільшення вмісту кисню в
оксинітриді призводить до підвищення корозійної тривкості та цитосумісності
титанового сплаву ВТ6, а оксинітридні шари TiN0,42O0,58 та TiN0,36O0,64 можуть
бути рекомендовані для подальшого тестування їх біологічної дії in vivo.
Визначено оптимальний склад електроліту (1М КОН+ гідроксиапатит) для
формування ГА покриття на титанових сплавах медичного призначення методом
ПЕО, що дозволяє сформувати порувате ГА покриття зі сфероїдальною
структурою та оптимальним співвідношенням Са/Р за напруги 160 В в
імпульсному режимі.
Встановлено закономірності формування ГА покриттів на попередньо
сформованих нітридних шарах Ti2N та TiNх. Показано, що корозійна тривкість
покриття Ti2N+ГA у розчині Рінгера вища порівняно з TiNх+ГA. Встановлено,
що значення модуля Юнга для ГA покриття, осадженого на нітридний шар Ti2N,
близьке до відповідного значення для кортикальної кістки.
Встановлено, що з переходом від нітриду до оксинітриду титану зі
збільшенням вмісту кисню в оксинітриді співвідношення Са/P змінюється від
значень > 2 до співвідношення, характерного для біологічного ГА, що
призводить до покращення корозійної тривкості ГА покриття. Встановлено
механізми формування ГА покриттів на попередньо модифікованих поверхнях
титанових сплавів медичного призначення.
Ключові слова: технічно чистий титан ВТ1-0, титановий сплав ВТ6,
нітридні та оксинітридні шари, гідроксиапатитне покриття, дифузійне
насичення, ПЕО, біосумісність, зносо- та корозійна тривкість.