ВЛИЯНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ НА ТРИБОКОРРОЗИОННЫЕ СВОЙСТВА КАЛЬЦИЙ-ФОСФАТНЫХ ПОКРЫТИЙ ПОЛУЧЕННЫХ МЕТОДОМ МИКРОДУГОВОГО ОКСИДИРОВАНИЯ

Исследование посвящено детальному анализу воздействия уровня напряжения, применяемого в процессе микродугового оксидирования, на трибокоррозионные свойства кальцийфосфатных покрытий, формируемых на титановых подложках. В работе рассматриваются различные значения напряжения (100 В, 200 В, 300 В), которые использовались для создания покрытий с уникальными морфологическими, структурными и физико-химическими характеристиками. Эти особенности, в свою очередь, оказывают значительное влияние на механические свойства покрытий, их износостойкость и коррозионную стойкость. Методология исследования включает профилометрию для детального анализа поверхностной текстуры, измерение микротвердости для оценки механических характеристик, трибологические испытания с целью изучения устойчивости к износу, а также потенциодинамические исследования в физиологическом растворе, позволяющие оценить уровень коррозионной стойкости покрытий. Полученные результаты дадут возможность глубже понять механизмы влияния параметров микродугового оксидирования на процесс формирования кальций-фосфатных покрытий и их эксплуатационные характеристики. Это, в свою очередь, будет полезно для разработки новых материалов с улучшенными функциональными свойствами, которые могут найти широкое применение в биомедицинской сфере, включая производство имплантатов, а также в промышленности, где требуется высокая коррозионная стойкость покрытий.

1. Mi T., Jiang B., Liu Z., Fan L. Plasma formation mechanism of microarc oxidation // Electrochimica Acta. 2014. Vol. 123. P. 369–377.

2. Wang Y., Yu H., Chen C., Zhao Z. Review of the biocompatibility of micro-arc oxidation coated titanium alloys // Materials & Design. 2015. Vol. 85. P. 640–652.

3. Rakoch A. G., Khokhlov V. V., Bautin V. A., Lebedeva N. A., Magurova Y. V., Bardin I. V. Model concepts on the mechanism of microarc oxidation of metal materials and the control over this process // Protection of Metals. 2006. Vol. 42. P. 158–169.

4. Terleeva O. P., Sharkeev Y. P., Slonova A. E. A., Mironov I. V., Legostaeva E. V., Khlusov I. A., Thompson G. E. Effect of microplasma modes and electrolyte composition on micro-arc oxidation coatings on titanium for medical applications // Surface and Coatings Technology. 2010. Vol. 205, No. 6. P. 1723–1729.

5. Mu L., Ma Z., Wang J., Yuan S., Li M. Corrosion behavior and biological activity of micro arc oxidation coatings with berberine on a pure magnesium surface // Coatings. 2020. Vol. 10, No. 9. P. 837.

6. Sukuroglu E. E., Sukuroglu S., Akar K., Totik Y., Efeoglu I., Arslan E. The effect of TiO2 coating on biological NiTi alloys after micro-arc oxidation treatment for corrosion resistance // Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part H: Journal of Engineering in Medicine. 2017. Vol. 231, No. 8. P. 699–704.

7. Pourzal R., et al. Tribo-corrosion mechanisms of CoCrMo alloy coatings for artificial hip joints: Influence of carbide microstructure and third body phases // Acta Biomaterialia. 2015. Vol. 11. P. 471–484.

8. Zhang J., et al. Tribocorrosion behavior of biomedical titanium in artificial saliva: Influence of applied potential // Tribology International. 2020. Vol. 139. P. 106168.

9. Ibrahim A., et al. In vitro tribocorrosion behavior of titanium alloys for biomedical applications: Influence of applied load and reciprocating sliding motion // Tribology International. 2020. Vol. 147. P. 106264.

10. Yang Z., et al. Microstructure and mechanical properties of TiO2 coatings fabricated on titanium alloy by micro-arc oxidation // Surface and Coatings Technology. 2011. Vol. 205, No. 11. P. 3369–3374.

11. Xu Y., et al. Effect of voltage on the structure and properties of plasma electrolytic oxidation coatings on Ti–6Al–4V alloy // Applied Surface Science. 2014. Vol. 303. P. 427–433.

12. Guo L., et al. Influence of microarc oxidation voltage on microstructure and tribological properties of TiO2 coatings on pure titanium // Tribology Letters. 2016. Vol. 63, No. 3. P. 31.

13. Li X., et al. Effect of microarc oxidation voltage on the tribological properties of Ti6Al4V alloy // Tribology International. 2019. Vol. 139. P. 105934.

14. Skeldon G., et al. The growth and characterisation of oxide coatings on titanium by micro-arc techniques // Surface and Coatings Technology. 1999. Vol. 116–119. P. 1023–1030.

15. Kok A., et al. Characterisation of titanium oxide films grown on a titanium substrate by micro-arc oxidation // Thin Solid Films. 2008. Vol. 516, No. 12. P. 4127–4132.

16. Галкин К. О., Герасимова Е. Ю., Шибанов А. А. и др. Особенности микродугового оксидирования титана в электролите на основе гидроксида натрия // Вестник Северо-Восточного федерального университета им. М. К. Аммосова. 2015. № 3. С. 51–54.

17. Чернов А. А., Шибанов А. А. Исследование структуры и механических свойств покрытий, полученных методом микродугового оксидирования титана // Вестник Челябинского государственного университета. 2012. № 24 (268). С. 99–102.

18. Лавров В. А., Новикова Т. А., Николаев А. А. и др. Морфология и физико-химические свойства покрытий, полученных методом микродугового оксидирования титана в различных электролитах // Материалы конференции «Физика и техника высоких давлений». 2017. С. 168–169.

19. Барашков В. В., Шибанов А. А., Голиков А. В. и др. Исследование структуры и механических свойств покрытий, полученных методом микродугового оксидирования титана в электролите на основе гидроксида натрия // Материалы Международной научной конференции "Современные технологии в материаловедении, машиностроении и транспорте". 2013. С. 220–222.

20. Смирнов А. В., Исаченко А. Г., Шибанов А. А. и др. Влияние режимов микродугового оксидирования на трибологические свойства покрытий на титановом сплаве // Вестник Северо-Восточного федерального университета им. М. К. Аммосова. 2019. № 1. С. 75–81.

21. Чернов А. А., Шибанов А. А. Влияние напряжения микродугового разряда на износостойкость и механические свойства покрытий, полученных методом МДО // Материалы Международной научной конференции "Физика и химия твердого тела". 2017. С. 67–68.

22. Иванов П. В., Соколов Д. Ю., Ковальчук А. Ю. и др. Влияние уровня напряжения в процессе микродугового оксидирования на трибологические свойства покрытий на титановых сплавах // Материалы Международной научно-практической конференции "Современные проблемы техники и технологий". 2018. С. 101–104.

23. Гаврилова А. С., Шибанов А. А. Исследование трибологических свойств покрытий, полученных методом микродугового оксидирования, в зависимости от напряжения разряда // Материалы Международной научной конференции "Современные проблемы материаловедения и металлургии". 2019. С. 78–80.