Page 154 - Докторська дисертація_Ткачук

154

Через особливості конструкції (компактна форма) та, враховуючи, що

UHMWPE має набагато нижчий модуль Юнга [301], технічно чистий титан

ВТ1-0 може використовуватися для виготовлення сферичних головок

ендопротезів кульшового суглоба за умови, що робоча поверхня піддається

модифікуванню, що забезпечує оптимальне поєднання міцності та інертності

зчеплення.

Досягти такого результату дозволяє модифікування поверхневого шару

титану азотом при дифузійному насиченні з контрольованого газового

середовища – газовому азотуванні [294, 317, 326]. Важливими перевагами

такого методу є формування перехідного дифузійного шару Ti(N), що

виключає відшарування модифікованого поверхневого шару, а також

практично стовідсоткова відтворюваність результатів. Змінюючи

температурно-часові та газодинамічні параметри насичення, можна впливати

на інтенсивність фізико-хімічних процесів на міжфазних межах і керувати

структурно-фазовим станом приповерхневих шарів, коригуючи його

функціональні властивості відповідно до умов експлуатації. Існування

широкої області гомогенності у системі Ti – N (28…54 aт.%) дозволяє у

широкому діапазоні змінювати фізико-хімічні властивості поверхневого

нітриду титану TiNx [82], і, як наслідок, властивості азотованого шару та його

трибологічні характеристики.

4.2. Поверхневе зміцнення технічно чистого титану ВТ1-0 за

дифузійного насичення азотом у діапазоні температур 650…950°С

Рівень приповерхневого зміцнення технічно чистого титану ВТ1-0 при

дифузійному насиченні азотом забезпечували шляхом зміни температурно-

часових і газодинамічних параметрів процесу насичення [301, 302].

Високотемпературне азотування (табл. 4.1, режими R1 і R2) в азоті

атмосферного тиску сприяє формуванню азотованого шару, до складу якого

входить нітридний і дифузійний шар (твердий розчин азоту в α-титані). До