Специалисты Саратовского государственного технического университета имени Ю.А. Гагарина разработали технологию, позволяющую повысить твёрдость поверхности титановых имплантатов более чем в шесть раз. Для этого на готовую основу наносится тонкий слой ниобия.
Титановые сплавы широко используются в ортопедии, благодаря высокой совместимости с организмом человека. Однако у материала есть существенный недостаток — относительно невысокая твёрдость, из-за которой имплантаты быстрее изнашиваются под постоянными механическими нагрузками при ходьбе или беге. Традиционно для упрочнения в титан добавляют алюминий и ванадий, но саратовские исследователи пошли другим путём, решив не менять состав основы, а модифицировать только поверхность.
Поскольку чистый ниобий трудно поддаётся обработке, учёные предложили метод вакуумного напыления. В ходе эксперимента титановые диски помещали в вакуумную камеру напротив ниобиевой мишени. Нагрев мишени индукционным током до температуры свыше 2000 °C приводил к испарению металла. Мельчайшие частицы ниобия оседали на титане, проникая в его приповерхностный слой на глубину до 70 микрометров.
Регулируя силу тока и время обработки, исследователи добились рекордных результатов: твёрдость обработанных образцов превысила показатели чистого титана более чем в шесть раз. Итоги исследования опубликованы в журнале «Вестник Московского энергетического института» при поддержке гранта Российского научного фонда.
По словам разработчиков, технология перспективна для создания более износостойких и долговечных медицинских изделий. Пока разработка находится на стадии лабораторных испытаний. Следующим этапом станет проверка характеристик материала в условиях, максимально приближённых к реальной эксплуатации, а также изучение влияния молибдена в качестве альтернативного покрытия.
Источник: INVANEWS
Специально для Агентства Особых Новостей (on24.media)
Фото из открытых источников
