ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 26 № 3 2024 234 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Износостойкость и коррозионное поведение Cu-Ti-покрытий в растворе SBF Александр Бурков а, Максим Дворник b, Мария Кулик c, *, Александра Быцура d Хабаровский Федеральный исследовательский центр ДВО РАН, ул. Тихоокеанская, 153, г. Хабаровск, 680042, Россия a https://orcid.org/0000-0002-5636-4669, burkovalex@mail.ru; b https://orcid.org/0000-0002-1216-4438, maxxxx80@mail.ru; c https://orcid.org/0000-0002-4857-1887, marijka80@mail.ru; d https://orcid.org/0009-0005-4750-7970, alex_btsr@mail.ru Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты). 2024 Том 26 № 3 с. 234–249 ISSN: 1994-6309 (print) / 2541-819X (online) DOI: 10.17212/1994-6309-2024-26.3-234-249 Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты) Сайт журнала: http://journals.nstu.ru/obrabotka_metallov ИНФОРМАЦИЯ О СТАТЬЕ УДК 621.793.71 История статьи: Поступила: 20 мая 2024 Рецензирование: 22 июня 2024 Принята к печати: 08 июля 2024 Доступно онлайн: 15 сентября 2024 Ключевые слова: Cu-Ti-покрытие Электроискровое легирование Раствор SBF Коэффициент трения Коррозия Износ Финансирование Работа выполнена за счет средств гранта Российского научного фонда № 23-23-00032. АННОТАЦИЯ Введение. В настоящее время титан и его сплавы стали наиболее популярными металлическими имплантируемыми биоматериалами. Однако главным недостатком титановых сплавов является низкая износостойкость по причине высокой вязкости. Известно, что медно-титановые покрытия эффективно улучшают антибактериальные свойства титанового сплава и при этом повышают его износостойкость. Цель работы: изучение влияния раствора, имитирующего жидкость организма (SBF), на коррозионные свойства, коэффициент трения и интенсивность изнашивания медно-титановых покрытий, полученных методом электроискрового легирования на титановом сплаве Ti6Al4V. Методы исследования. Медно-титановые покрытия были приготовлены на титановом сплаве методом электроискрового легирования с использованием нелокализованного электрода, состоящего из медных и титановых гранул в различных соотношениях. Фазовый состав покрытий изучался с помощью рентгеновского дифрактометра ДРОН-7 в Cu-Kα-излучении. Антисептическую активность приготовленных покрытий изучали на грамотрицательной культуре Escherichia coli. Потенциодинамические испытания проводились в растворе SBF с использованием потенциостата Р-40Х с модулем измерения импеданса. Содержание металлов в растворе SBF после погружения образцов измеряли с помощью масс-спектрометра ICP-MS 2000. Трибологическое поведение покрытий исследовалось в растворе SBF согласно стандарту ASTM G99-17 по схеме «шар на диске» при нагрузках 10 и 25 Н. Исследование микроструктуры поверхности изношенных покрытий проведено на растровом электронном микроскопе Vega 3 LMH. Энергодисперсионный спектрометр X-max 80 использовался для микроанализа поверхности образцов после испытания на изнашивание. Результаты и обсуждение. Показано, что бактерицидная активность медно-титановых покрытий к непатогенной культуре Escherichia coli монотонно повышалась с ростом содержания меди. С ростом концентрации меди плотность тока коррозии покрытий повышалась от 3,455 до 17,570 мкА/см2. Показано, что раствор SBF многократно ускоряет износ титанового сплава вследствие его взаимодействия с электролитом по механизму окислительного изнашивания. Применение Cu-Ti-покрытий позволяет уменьшить коэффициент трения и многократно снизить износ титанового сплава Ti6Al4V в условиях присутствия электролита. Для цитирования: Износостойкость и коррозионное поведение Cu-Ti-покрытий в растворе SBF / А.А. Бурков, М.А. Дворник, М.А. Кулик, А.Ю. Быцура // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2024. – Т. 26, № 3. – С. 234–249. – DOI: 10.17212/1994-6309-2024-26.3-234-249. ______ *Адрес для переписки Кулик Мария Андреевна, м.н.с. Хабаровский Федеральный исследовательский центр Дальневосточного отделения Российской академии наук, ул. Тихоокеанская, 153, 680042, г. Хабаровск, Россия Тел.: 8 (4212) 22-69-56, e-mail: marijka@mail.ru Введение Титан и титановые сплавы применяются во многих отраслях народного хозяйства из-за их выдающихся механических свойств (высокой прочности, низкой плотности) и коррозионной устойчивости [1]. В настоящее время титан и его сплавы стали более популярными металлическими имплантируемыми биоматериалами по сравнению с нержавеющими сталями и кобальтовыми сплавами из-за лучших механических свойств, высокой коррозионной стойкости и биосовместимости [2]. Титановые сплавы преимущественно применяются для ортопедических и зубных имплантатов. Известно, что частота отторжения титановых имплантатов составляет 5–10 % в течение 15 лет [3]. Биоинертность является одной из основных причин плохой остеоинтеграции сплавов на основе титана. Поэтому для успешного использования титановых сплавов в зубных протезах или искусствен-
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1