Краткий обзор литературы
За последние несколько лет с помощью ионно-плазменного распыления СВС-мишеней были получены различные покрытия.
В настоящее время разработан принципиально новый подход к конструированию многокомпонентных биоактивных наноструктурных пленок (МБНП) на основе тугоплавких соединений TiC, Ti(C,N), (Ti,Ta)C, (Ti,Ta)(C,N) с биологически активной неорганической матрицей, содержащей элементы Ca, Si, O, P. Научно обоснованный выбор элементного и фазового состава покрытий обеспечивает биоактивность и биосовместимость, улучшая при этом механические и трибологические свойства поверхности. Неорганические добавки CaO, ZrO2, Si3N4, TiO2, Ca3(PO4)2 и Ca10(PO4)6(OH)2 вводятся уже на этапе получения композиционных мишеней для ионно-плазменного осаждения покрытий.
Полученные МБНП обладают уникальным сочетанием свойств, необходимых для многофункциональных биоматериалов, работающих под нагрузкой: высокая твердость, низкий модуль упругости, высокая адгезионная прочность, низкий коэффициент трения, высокая износостойкость, высокая стойкость к упругой деформации разрушения и пластической деформации, высокая усталостная прочность, гидрофильность, отрицательный заряд поверхности в физиологической среде, положительный потенциал коррозии, биосовместимость, отсутствие токсичности и биоактивность, обеспечивающие существенное ускорение остеоинтеграции.
Одним из таких составов является ССТНДО 3-8 (буквы «ССТН» обозначают – сплав синтетический тонкопленочный наноструктурированный; буквы «ДО» - дисковая однослойная мишень; первая цифра - количество компонентов в шихте, вторая цифра – номер состава шихты для данного количества компонентов). Это трёхкомпонентная система (Cr2AlC), которая обладает достаточно высокой прочностью при высоком модуле упругости, а также большой стойкость к высокотемпературному окислению.
2. Технологическая схема
3. Характеристика сырья и основных технологических материалов
Наименование сырья и основных технологических материалов, марка |
ГОСТ, ТУ Поставщик |
Показатели обязательные для проверки перед использованием в производстве |
Показатели взрывобезопасности и токсичности |
Порошок титановый марки ПТС |
ТУ 14-1-3086-80 НПО «Тулачермет» |
Титан, не менее 98,98% Азот, не более 0,08% Углерод, не более 0,05% Водород, не более 0,35% Сумма железа и никеля, не более 0,40% Кремний, не более 0,10% Кальций, не более 0,08% Размер частиц до 45 мкм и менее |
Горюч, пыль взрывоопасна Тсв=510°С НКПВ - 60 г/м3 ПДК – 10 мг/м3 |
Углерод технический (сажа) марки П804-Т |
ТУ 38-1154-88 З-д технического углерода г. Электроугли |
Удельная условная поверхность – 10-20 м2/г Потери при 105˚С, не более 0,5 Зольность, не более0,04% Сера общая, не более 0,25% Размер частиц, не более 45 мкм |
Т = 180˚С Т = 242 - 400˚С ПДК – 4 мг/м3 Может загораться (без пламени) от открытых источников огня |
Ортофосфат кальция трехзамещенный Ca3(PO4)2 |
ТУ 2148-008-179-52450-02 ЗАО «Химстар» |
Массовая доля Ca3(PO4)2 – не менее 97,5% Фторидов – не более 0,001% Хлоридов – не более 0,05% Сульфатов – не более 0,5% Мышьяка – не более 0,0003% Свинца – не более 0,0005% |
Пожаровзрывобезопасен |
Песок формовочный
|
ГОСТ 2138-91 |
Размер частиц 200-800 мкм |
Пожаровзрыво-безопасен |
Наименование сырья и основных технологических материалов, марка |
ГОСТ, ТУ Поставщик |
Показатели обязательные для проверки перед использованием в производстве |
Показатели взрывобезопасности и токсичности |
Проволока вольфрамовая |
ГОСТ 18903-73 |
Диаметр 0,5 мм |
|
Бумага из терморасширенного графита ТРГ ГФ-0,4-1,1-500 |
ТУ 5436-006-21694136-2000 ООО «Зенир плюс» |
Толщина 0,4 мм |
|
Смазочно-охлаждающая жидкость |
|
3%-ный раствор соды (натрия угликислого) |
|
Канифоль-парафиновая смесь (парафин 5-10%) Канифоль Парафин
|
ГОСТ 19113-84 ГОСТ 23683-89 |
|
|
«Химическая печка» (ССТ6040) |
ЗАО НПО «Металл» |
Порошок титана – 75,6% Углерод технический (сажа) – 12,0% Бор аморфный технический – 12,4% |
|
Примечание: В качестве основных материалов могут использоваться порошки, изготовленные другими производителями, по качеству не уступающие указанным в таблице.