Получение и исследование коррозионно-электрохимического поведения биорезорбируемых сплавов системы Fe-Mn медицинского назначения

В настоящей работе рассмотрены сплавы системы Fe-Mn-Si, проявляющие эффект памяти формы за счет обратимого мартенситного превращения γ↔ε. Оценена перспективность изучения сплавов системы Fe-Mn, легированных кремнием, в качестве биодеградируемого материала, которая заключается в сочетании благоприятных механических и коррозионных характеристик, а также повышенной биомеханической совместимости с костными тканями.

Слитки Fe-30Mn и (100-x-y)Fe-xMn-ySi (х=23, 26, 30; y=5-6 %масс.) выплавлены методом вакуумно-дугового переплава с нерасходуемым вольфрамовым электродом. Показано, что для получения качественных слитков необходимо проводить 4 переплава исходных шихтовых материалов, а также проводить гомогенизационный отжиг при 900 °С (60 мин).

Влияние состава сплавов на характеристические температуры мартенситных превращений исследовано методом дифференциальной сканирующей калориметрии. Показано, что для реализации эффектов памяти формы и сверхупругости при температуре человеческого тела необходимо подобрать режим термомеханической обработки новых сплавов и, возможно, проводить их термоциклирование через интервал мартенситных превращений.

Методом хронопотенциометрии установлено, что в процессе экспозиции в модельном растворе Хэнка для всех материалов наблюдается снижение электродного потенциала. Сплавы, содержащие марганец, по сравнению с чистым железом обладают более низкими значениями стационарного потенциала. Методом потенциодинамической вольтамперометрии установлено, что сплавы при анодной поляризации растворяются в активном режиме, что указывает на их перспективность как биорезорбируемых материалов. Наиболее высокую скорость растворения и наименьший электродный потенциал показал сплав состава Fe-30Mn-6Si, что позволяет рекомендовать его для более детального изучения в качестве биорезорбируемого материала

Научный руководитель - проф., к.ф.-м.н. Пустов Ю.А.; с.н.с., к.т.н. Жукова Ю.С.