Танталовое покрытие повысит износостойкость титановых имплантатов

6 марта 2023
227

Российские ученые получили двухслойное покрытие, состоящее из тантала и его оксида. Твердость нового материала неоднородна: сверхтвердые включения окружаются пластичной матрицей. При этом оксидный подслой повысил характеристики титанового образца более чем в 20 раз. Полученное покрытие может использоваться для изготовления металлических имплантатов, устанавливающихся в кость и обладающих повышенной прочностью и износостойкостью. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в International Journal of Refractory Metals and Hard Materials.

Титан и его сплавы активно применяются для изготовления металлических имплантатов, устанавливающихся в костную ткань. Этот материал обладает высокой прочностью, коррозионной стойкостью и биосовместимостью. Однако в процессе использования титановые конструкции испытывают циклические нагрузки, например при ходьбе, которые постепенно разрушают его поверхность. Это явление можно предотвратить, если покрыть титан защитным материалом с повышенной устойчивостью к всевозможным агрессивным факторам.

Ученые из Саратовского государственного технического университета имени Ю. А. Гагарина (Саратов) нанесли на титановые образцы покрытие, состоящее из тантала и его оксида. Для этого они распылили вещество в магнитных полях, направленных перпендикулярно друг другу. Процесс проводили с помощью низкотемпературной плазмы, температура которой меньше 100 000 К, в вакуумной камере. Так удалось получить три типа покрытия: только с оксидом, только с танталом и слоистую структуру тантала с оксидом.