Az Anhui Műszaki Egyetem új eredményekkel javította az orvosi titánötvözet felületvédelem hatékonyságát

A közelmúltban Zhang Shihong professzor csapata az Anhui Műszaki Egyetem Oktatási Minisztériumának Fejlett Fémanyagok Zöld Előkészítése és Felülettechnológiája Kulcslaboratóriumában a Corrosion Science nemzetközi folyóiratban publikálta az orvosi titánötvözet felületvédelmével kapcsolatos legújabb kutatási eredményeket.

Az orvosi titánötvözet az emberi implantátumok választott anyagává vált könnyű súlya, nagy fajlagos szilárdsága, kiváló biokompatibilitása és korrózióállósága stb. miatt. Az emberi környezetben való hosszú távú szolgáltatása azonban könnyű korróziót és kopást okoz, ami befolyásolja a A titán implantátumok funkciója.

A fizikai gőzleválasztásos (PVD) technológiával előállított cirkónium-nitrid (ZrN) bevonatok kiváló kopásgátló tulajdonságokkal és biokompatibilitással rendelkeznek, így a csontimplantátumok fontos védőbevonata. Az oszlopos szemcsehatárok és a növekedési hibák jelenléte a ZrN bevonatokban azonban "csatornákat" biztosít a korrozív közegek behatolásához, csökkentve azok korróziós és korrozív kopási tulajdonságait, és korlátozza további alkalmazásukat csontimplantátumokon.

A ZrN bevonatba cirkónium fém (Zr) réteg bevezetésével a kutatócsoport egy Zr/ZrN többrétegű bevonatot hozott létre, hogy csökkentse a bevonat oszlopos szemcsehatárait és növekedési hibáit, ezáltal javítva a bevonat korróziós és korróziós kopásállóságát szimulált emberben. megoldásokat.

Az eredmények azt mutatják, hogy a többrétegű bevonatban lévő Zr réteg előnyösen cirkónium-dioxid (ZrO2) passzivációs filmet képezhet, valamint a többrétegű szerkezet hatékonyan gátolja a korrozív közegek behatolását, így jó korrózióállóságú. Eközben a Zr fémréteg bevezetése gátolja a repedések tágulását a kopási folyamat során, tovább javítva a Zr/ZrN többrétegű bevonatok korróziós és kopási teljesítményét.

Beszámoltak arról, hogy a kutatómunka feltárja a korrozív közegek behatolási törvényét a többrétegű bevonatban és a passzivációs film kialakulásának mechanizmusát, valamint tisztázza a korrozív közegek és a repedések közötti kölcsönhatási mechanizmust a korróziós és kopási folyamat során, ami elméleti alapot nyújthat a Zr/ZrN többrétegű bevonat további alkalmazása az orvosi titánötvözet felületek védelmében.

Az Anhui Műszaki Egyetem a dolgozat első egysége, a csapat tagja, Cai Fei docens a tanulmány első szerzője és megfelelő szerzője, a Class 2019 mesterszakos hallgatója, Zhou Qi a tanulmány társszerzője, Zhang Shihong pedig a dolgozat társ-levelező szerzője. A fenti kutatási eredményeket az Anhui tartomány Természettudományi Alapítványa és az Anhui Egyetem Természettudományi Kutatási Projektje és más programok támogatták.