Главная Новости Статьи Эксперты Календарь событий Издания О проекте
Главная Новости Статьи Эксперты Календарь событий Издания О проекте

Новости

Сверхпрочное покрытие для имплантатов создано саратовскими учеными

26.05.2022
Сверхпрочное покрытие для имплантатов создано саратовскими учеными

Российские ученые разработали сверхпрочное покрытие для ортопедических и дентальных имплантатов – комбинацию титановой основы со сверхтвердым танталсодержащим нанокомпозитом.

Разработка стала возможной благодаря новейшему методу индукционно-термического вакуумного распыления. Покрытие может применяться при изготовлении различных видов медицинских изделий, например имплантируемых конструкций или инструментов для стоматологии и хирургии. Результаты работы, поддержанной грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Ceramics International.

Одним из эффективных способов решения задачи повышения прочности и износостойкости медицинских изделий считается индукционная термообработка: нагрев с последующим охлаждением.

Ученые из Саратовского государственного технического университета имени Гагарина Ю. А. предложили лучший подход – индукционно-термическое вакуумное распыление (ИТВР). Они распыляли в вакууме танталовую мишень при помощи высокочастотного тока и осаждали тонкие слои материала на небольшие титановые конструкции. Взаимодействие этих тугоплавких металлов с остаточными газами приводит к созданию оксинитридных покрытий – механической смеси нано- и микроразмерных кристаллитов оксидов и оксинитридов тантала и титана.

Исследователи изучили систему «индуктор (протекающий в нем ток создает электромагнитное излучение, разогревающее объект) – танталовая мишень – титановое изделие», и численным методом определили ее температурные поля в зависимости от тока индуктора и длительности выдержки.

Разработчики подобрали оптимальный режим: при токе около 6500 А и выдержке не менее 300 секунд листовая мишень тантала возгоняется (переходит из твердого состояния в газообразное), а остаточный кислород и азот взаимодействуют с осажденной пленкой на титановой подложке.

Авторам удалось получить твердые (30-39 ГПа) и сверхтвердые (46–89 ГПа) защитные покрытия, которые характеризуются хорошей биосовместимостью и устойчивостью к коррозии. Также исследователи проверили их на прочность, вдавливая и царапая поверхность алмазными инденторами с определенной силой. Покрытие повышает сопротивляемость титановых изделий истиранию на 40-60%.

 


НАШИ ПАРТНЕРЫ