Obrabotka Metallov 2012 No. 3

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 3 (56) 2012 128 ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ФЦП длительность импульса – 100 мкс, часто- та – 50 Гц, время – 5 мин, напряжение – 200...300 В. Покрытия формировали в электролитах на основе 30 %-го раствора ортофосфорной кислоты, гидроксиапатита (синтезированного или биологического) и карбоната кальция [3]. Электронно-микроскопические иссле- дования проводили с использованием про- свечивающего электронного микроскопа Tecnai G2 FEI с ускоряющим напряжени- ем 200 кВ. В качестве объектов для микро- скопии использовали угольные реплики с кальций-фосфатным покрытием. Для ис- следования фазового состава использовали рентгеновский дифрактометр ARL X’TRA с использованием Cu K α-излучения. Результаты и их обсуждение На рис. 1 и 2 приведены электронно- микроскопические изображения микро- структуры и соответствующие им микро- дифракционные картины фрагментов кальцийфос- фатного покрытия. На светлопольном изображении (рис. 1, а ) просматриваются отдельные частицы (кристаллиты) покрытия. Однако по светлопольным изображениям сложно судить о форме и размере кри- сталлитов. На темнопольных изображениях границы кристаллитов просматриваются более отчетливо. Форма кристаллитов близка к равноосной. На рисун- ке 1, в и г видны как кристаллиты размером менее 100 нм, так и более крупные – до 200...300 нм. Микродифракционная картина (рис. 1, б ) представ- ляет собой совокупность точечных рефлексов, принад- лежащим нескольким фазам. Результаты расшифров- ки микродифракции приведены в табл. 1. Как видно из таблицы, фрагмент кальций-фосфатного покрытия представлен как минимум тремя фазами: стехиоме- тричным и нестехиометричным пирофосфатами каль- ция β-Ca 2 P 2 O 7 и β-Ca 2 P 2 O 6 , а также двойным фосфатом кальция циркония CaZr 4 (PO 4 ) 6 . На темнопольном изображении, представленном на рис. 1, в , снятом в близко расположенных рефлек- Рис. 1 . Электронно-микроскопическое изображение элемента кальций-фосфатного покрытия: а – светлопольное изображение; б – микродифракционная картина; в , г – темнопольные электронно-микроскопические изображения Т а б л и ц а 1 Индицирование микродифракционной картины, приведенной на рис. 1, б Экспериментальные данные Табличные данные d hkl , нм Интенсив- ность Кальций-фосфат β-Ca 2 P 2 O 7 тетрагональная Кальций-фосфат β-CaP 2 O 6 моноклинная Кальций-цирконий-фосфат CaZr 4 (PO 4 ) 6 ромбоэдрическая d hkl , нм hkl Интенсив- ность, % d hkl , нм hkl Интенсив- ность, % d hkl , нм hkl Интенсив- ность, % 0,6252 О.Сл. – – - – – – 0,6316 012 22 0,4747 С. 0,4720 110 12 – – – – – – 0,4578 О. С. – – – 0,4560 310 55 – – – 0,3165 Сл. – – – 0,3190 320 20 0,3159 024 63 0,3016 С. 0,3020 008 100 – – – – – – 0,2330 О. С. 0,2335 119 20 0,2318 512 15 – – – 0,2119 Ср. 0,2115 310 4 0,2123 800 17 – – – 0,1885 Ср. 0,1880 210 6 – – – 0,1898 226 32 0,1858 Ср. 0,1855 320 14 – – – 0,1876 042 5 0,1698 Сл. 0,1687 326 10 – – – 0,1692 318 12