Page 317 - Докторська дисертація_Ткачук

317

Під час ПЕО титану з нітридним шаром кисень з електроліту дифундує

в неметалеву підґратку нітриду титану, заміщуючи азот на кисень, формуючи

на поверхні оксинітрид, а потім – TiO2. Таким чином реалізується процес

анодування згідно наступних реакцій:

+
-
2TiN + 2yH2O = 2TiNxOy + (1-x)N2 + 4yH + 4ye , (7.1)
3+
+
-
2TiNxOy + 2H2O = 2Ti + (y+1)O2 + xN2 + 4H + 10e , (7.2)
-
+
Ti + хH2O = TiOх + 2хH + (2х-3)e . (7.3)
3+

Подальше збільшення напруги сприяє виникненню іскрових розрядів на

зовнішньому боці поверхні оксиду титану. На цьому етапі численні дрібні та

короткочасні іскри поширюються по всій поверхні. Потім іскри постійно

посилюються. Завдяки цим сильнішим іскрам виділяється більша кількість

теплової енергії, що призводить до виникнення локалізованих зон плавлення

на титановій підкладці, а також іонізації компонентів електроліту, в тому числі

Н2О. Аніони фосфату можуть переноситися до підкладки (анода) через

механізми електроміграції та дифузії, тоді як рух катіонів кальцію до анода, в

основному, контролюється дифузією.

2+
3-
Іони Са і РО4 , які утворюються під час розкладу гідроксиапатиту за
високих температур, розповсюджується по поверхні покриття через розрядні

канали. Така вулканоподібна поведінка відбувається через такі фактори як

локалізована плазма, яка залежить від електричного поля та потужності дуги

плазми, та кількість наявних іонів на каналах розряду. Розрядні канали

постійно утворюються на поверхні під час ПЕО, що супроводжується

виділенням теплової енергії. Це забезпечує зародження та формування

титанату кальцію СaTiO3, дикальційфосфату безводного СаНPO4 і

гідроксиапатиту Ca10(PO4)6(OH)2 згідно наступних реакцій:

+
4+
2+
-
Са + Ti + 3OН = СаTiO3 + 3Н , (7.4)
2+
3-
+
Са + РО4 + Н = СаНPO4, (7.5)