Wear resistance and corrosion behavior of Cu-Ti coatings in SBF solution

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 26 № 3 2024 244 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ кализованного электрода, состоящего из медных и титановых гранул в различных соотношениях. Концентрация меди в покрытиях монотонно возрастала с ростом ее содержания в электроде. Показано, что с ростом концентрации меди плотность тока коррозии покрытий повышалась с 3,455 до 17,570 мкА/см2. Установлено, что в растворе SBF медно-титановые покрытия Cu10‒ Cu70 обладают более высоким потенциалом коррозии, лучшей коррозионной стойкостью по сравнению со сплавом Ti6Al4V, но формируемые на них пассивационные пленки более проницаемы, чем на сплаве Ti6Al4V. Все составы Cu-Ti-покрытий проявили бактерицидную активность к непатогенной культуре Escherichia coli. Показано, что электроискровое нанесение Cu-Ti-покрытий многократно снижает износ поверхности титанового сплава Ti6Al4V в растворе SBF. Несмотря на смазывающее действие, износ в растворе SBF является более суровым для сплава Ti6Al4V и медно-титановых покрытий по сравнению с режимом сухого изнашивания вследствие интенсивного удаления антифрикционного трибооксидного слоя. Совместное действие абразивного износа и окисления, ускоренного электролитом, было основным механизмом изнашивания медно-титановых покрытий, тогда как для сплава Ti6Al4V был более свойственен адгезионный износ. Список литературы 1. Ti based biomaterials, the ultimate choice for orthopaedic implants – a review / M. Geetha, A. Singh, R. Asokamani, A. Gogia // Progress in Materials Science. – 2009. – Vol. 54. – P. 397–425. – DOI: 10.1016/j. pmatsci.2008.06.004. 2. Gepreel M.A.H., Niinomi M. Biocompatibility of Ti-alloys for long-term implantation // Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials. – 2013. – Vol. 20. – P. 407–415. – DOI: 10.1016/j. jmbbm.2012.11.014. 3. Ti6Al4V coatings on titanium samples by sputtering techniques: Microstructural and mechanical characterization / J.C. Sánchez-López, M. RodríguezAlbelo, M. Sánchez-Pérez, V. Godinho, C. LópezSantos, Y. Torres // Journal of Alloys and Compounds. – 2023. – Vol. 952. – P. 170018. – DOI: 10.1016/j. jallcom.2023.170018. 4. Involvement of in vivo induced cheY-4 gene of Vibrio cholerae in motility, early adherence to intestinal epithelial cells and regulation of virulence factors / R. Banerjee, S. Das, K. Mukhopadhyay, S. Nag, A. Chakrabortty, K. Chaudhuri // FEBS Letters. – 2002. – Vol. 532. – P. 221–226. – DOI: 10.1016/S00145793(02)03678-5. 5. Macrophages related to dental implant failure / D. Olmedo, M.M. Fernández, M.B. Guglielmotti, R.L. Cabrini // Implant Dentistry. – 2003. – Vol. 12. – P. 75–80. – DOI: 10.1097/01.ID.0000041425.36813.A9. 6. Antibacterial coatings on titanium implants / L. Zhao, P.K. Chu, Y. Zhang, Z. Wu // Journal of Biomedical Materials Research. Part B: Applied Biomaterials. – 2009. – Vol. 91. – P. 470–480. – DOI: 10.1002/jbm.b.31463. 7. Durable self-polishing antifouling Cu-Ti coating by a micron-scale Cu/Ti laminated microstructure design / J. Tian, K. Xu, J. Hu, S. Zhang, G. Cao, G. Shao // Journal of Materials Science &Technology. – 2021. – Vol. 79. – P. 62–74. – DOI: 10.1016/j.jmst.2020. 11.038. 8. Tribocorrosion behavior of antibacterial Ti–Cu sintered alloys in simulated biological environments / J.Q. Zhang, S. Cao, Y. Liu, M.M. Bao, J. Ren, S.Y. Li, J.J. Wang // Rare Metals. – 2022. – Vol. 41. – P. 1921– 1932. – DOI: 10.1007/s12598-021-01943-6. 9. Preparation of multicomponent thin fi lms by magnetron co-sputtering method: The Cu-Ti case study / B. Adamiak, A. Wiatrowski, J. Domaradzki, D. Kaczmarek, D. Wojcieszak, M. Mazur // Vacuum. – 2019. – Vol. 161. – P. 419–428. – DOI: 10.1016/j. vacuum.2019.01.012. 10. Microstructure, corrosion and tribological and antibacterial properties of Ti–Cu coated stainless steel / X. Jin, L. Gao, E. Liu, F. Yu, X. Shu, H. Wang // Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials. – 2015. – Vol. 50. – P. 23–32. – DOI: 10.1016/j. jmbbm.2015.06.004. 11. Infl uence of Cu–Ti thin fi lm surface properties on antimicrobial activity and viability of living cells / D. Wojcieszak, D. Kaczmarek, A. Antosiak, M. Mazur, Z. Rybak, A. Rusak, B. Szponar // Materials Science and Engineering: C. – 2015. – Vol. 56. – P. 48–56. – DOI: 10.1016/j.msec.2015.06.013. 12. Eff ects of the prefabricated Cu-Ti fi lm on the microstructure and mechanical properties of the multiphase coating by thermo plasma nitriding on C17200 Cu alloy / Y. Zhu, M. Yan, Q. Zhang, Q. Wang, H. Zhuo // Coatings. – 2019. – Vol. 9. – P. 694. – DOI: 10.3390/coatings9110694. 13. Wang Z.Q., Wang X.R. Microstructure and fl ame-retardant properties of Ti-Cu coating on Tc11 prepared via electrospark deposition // Material Engineering and Mechanical Engineering: Proceedings

RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1