Obrabotka Metallov 2013 No. 1

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 1 (58) 2013 68 ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ФЦП газового напыления. При распылении частиц фракции 1...20 мкм шероховатость поверхности покрытий составляет 3,27 мкм (5-й класс по R a ), а при напылении частиц ГА размером 20...300 мкм шероховатость достигает 5,62 мкм (4-й класс по R a ). Необходимо отметить, что для успешной ад- гезии стволовых клеток к поверхности покрытия и их дальнейшей дифференцировки в костную ткань оптимальным является 5-й класс шеро- ховатости (2,5< R a <5) [ 4 ] . Адгезионная проч- ность КФ-покрытий, полученных без предвари- тельной подготовки поверхности, не превышает 5 МПа [ 5 ] , что недостаточно для их эксплуата- ции. Предварительная пескоструйная обработка и химическое травление поверхности позволяют повысить адгезионную прочность покрытий до 20 МПа – для фракции 1...20 мкм и до 15 МПа – для фракции 20...300 мкм. Таким образом, КФ-покрытия, полученные детонационно-газовым методом, имеют кри- сталлическую структуру, соотношение Са/P = = 1,5...1,7, пористость – 1...5 %, шероховатость – 4,7...6,24 мкм и адгезионную прочностью к под- ложке – до 20 МПа. Заключение Сравнительные исследования микрострук- туры и физико-механических свойств микроду- говых и детонационно-газовых КФ-покрытий показали, что преимущества в фазовом и эле- ментном составе покрытий негативно сказыва- ются на их адгезионной прочности. Выявлены оптимальные параметры микродугового оксиди- рования и установлен гранулометрический со- став порошка ГА при детонационно-газовом на- пылении, позволяющие получать КФ-покрытия с высокими физико-механическими свойствами. Показано, что предварительная подготовка по- верхности наноструктурного титана, включаю- щая пескоструйную обработку и последующее химическое травление в растворе соляной и сер- ной кислоты, позволяет повысить адгезионную прочность покрытий к титану. Работа выполнена при частичной финансовой поддержке федеральной целевой программы « Науч- ные и научно-педагогические кадры инновационной России » , соглашение №8036, РФФИ №12-03-00903-а. Список литературы 1. Ерошенко А.Ю., Шаркеев Ю.П., Толмачев А.И. и др. Структура и свойства объемного ультрамелко- зернистого титана, полученного аbс-прессованием и прокаткой // Перспективные материалы. –2009. – Спец. вып. № 7. – С. 107–112. 2. Легостаева Е.В., ШаркеевЮ.П., Толкачева Т.В . и др. Биоактивное покрытие на имплантате из титана и способ его получения. Патент РФ на изобретение № 2385740. Опубл. 10.04.2010. Бюл. № 10. 3. Legostaeva E.V., Sharkeev Yu.P., Yakovlev V.I. and all. Formation of calcium-phosphate biocoatings by method of detonation gas spraying and its proper- ties. – Proceeding of the second Asian Symposium on Advanced Materials, 2009 – P.305-308. 4. Хлусов И.А., Карлов А.В., Шаркеев Ю.П . и др. Остеогенный потенциал мезенхимальных ство- ловых клеток костного мозга in situ: роль физико- химических свойств искусственных поверхностей // Клеточные технологии в биологии и медицине. – 2005. – № 3. – С. 164–173. 5. «Implants for Surgery - Hydroxyapatite. Part 2: Coatings of Hydroxyapatite», BS ISO 13779-2:2000, International Organisation for Standards, 2000. Microstructure, physical and mechanical properties of calcium-phosphate coating formed by micro-arc oxidation and method of detonation gas spraying E.V. Legostaeva, T.V. Tolkacheva, E.G. Komarova, Yu.P. Sharkeev, A.I. Smirnov, V.A. Bataev, V.I. Yakovlev The comparative investigation of calcium-phosphate coating formed by micro-arc oxidation and method of detonation gas spraying was carried out. It was shown that calcium- phosphate coatings formed by method of detonation gas spraying of hydroxyapatite have advantage in phase and element composition (Са/P = 1.5-1.7). The coatings formed by micro-arc oxidation in solution of phosphoric acid and hydroxyapatite have quasiamorphous state (Са/P = 0.7), but have advantage in adhesion strength. Key words: calcium-phosphate coating, microstructure, physical and mechanical properties, micro-arc oxida- tion, detonation gas spraying