Page 76 - Докторська дисертація_Ткачук

76

Досліджено механізм формування гідроксиапатиту на титані в процесі

ПЕО [277, 278]. Титан іонізується при високій температурі та високому тиску

під час ПEO за наступною реакцією:

+4
-
Ti=Ti + 4e . (1.8)
На першому етапі процесу ПЕО іони титану і гідроксид-іони, які
реагують один з одним, утворюють анатаз (TiO2) і рутил (TiO2) в

мікророзрядних каналах. Оксиди титану необхідні для зародження та
утворення гідроксиапатиту. Формування анатазу, рутилу і фосфіду титану

відбувається за реакціями:

+4
+
–
Ti + 2OH = TiO2 +2H , (1.9)
-3
+4
3Ti + 4PO4 = TiР2 +2TiР+8О2. (1.10)

2+
-3
На наступній стадії процесу ПЕО іони Ca і PO4 , які утворюються при
високих температурах в мікроразрядних каналах, беруть участь у формуванні

фази гідроксиапатиту в покритті. Крім того, іони Ca і РО4 сприяють
2+
-3
утворенню трикальційфосфату. Автори роботи [283] стверджують, що титанат

кальцію CaTiO3 має хорошу біосумісність і утворюється в результаті реакції

–
4+
2+
іонів Ca , Ti і OH при вищих температурах і тривалішій обробці в
порівнянні з іншими фазами на основі кальцію (рис. 1.27).
Титанат кальцію підвищує адгезійну міцність між титаном і

гідроксиапатитом і сприяє зменшенню розчиненню гідроксиапатиту в

кислому середовищі. Утворення оксиду кальцію, трикальційфосфату (ТКФ),

гідроксиапатиту і титанат кальцію відбувається згідно наступних реакцій:

2+
+
–
Са + OН = СаO + Н , (1.11)
2+
3Са + 2РО4 = Ca3(PO4)2, (1.12)
3–
10Са + 6РО4 + 2Н2О = Ca10(PO4)6(OH)2 + 2Н , (1.13)
2+
3–
+
2+
Са + Ti + 3OН = СаTiO3 + 3Н , (1.14)
4+
+
–