Регистрация / Вход
Прислать материал

Получение покрытий TiCaPCON-B и модификация их поверхности с целью повышения выхода антибактериального компонента

Фамилия
Пономарев
Имя
Виктор
Отчество
Андреевич
Номинация
Материаловедение
Институт
Институт экотехнологий и инжиниринга (ЭкоТех)
Кафедра
Кафедра порошковой металлургии и функциональных покрытий (ПМиФП)
Академическая группа
МФП-15-2
Научный руководитель
д.ф.д-м.н., проф. Штанский Д.В.
Название тезиса
Получение покрытий TiCaPCON-B и модификация их поверхности с целью повышения выхода антибактериального компонента
Тезис

Для снижения риска возникновения воспалительных процессов при установке имплантатов, они должны противодействовать грибкам и бактериям. Целью данной работы является получение биоактивных покрытий TiCaPCON-B, в которых бор обеспечивает антибактериальные свойства.

Покрытие наносится на титан BT1-0, который предварительно подвергался шлифовке, полировке и очистке в установке УЗЧ. Получение покрытий TiCaPCON-B осуществляется путем магнетронного распыления двух СВС мишеней. Основной элементный состав покрытия обеспечивается за счет распыления мишени TiC-CaO-Ti3PO(x). Осаждение покрытия проходило в среде Ar+15%N2 в течение 40 мин. Бор вводится в состав покрытия распылением мишени TiC(x) – TiB(x). Были получены покрытия с 8, 11 и 15% бора при силе тока на мишени 1.5, 1.7 и 2 А, соответственно.

С целью увеличения кинетики выхода бора и, следовательно, для повышения антибактериальной активности, проводилась модификация покрытий.  Образцы с 11% В подвергались термическому и электрохимическому окислению. В первом случае, образцы отжигались в печи при температуре 400оС и 600оС в течение 60 мин. Электрохимическое окисление проводилось в 0,9% растворе NaCl в течение 30 мин. Также на образцы с покрытием TiCaPCON-B наносился B2O3 методом ионного распыления. Для этого предварительно в течение 20 мин. осаждалось градиентное покрытие TiCaPCON-B при постепенном снижении тока на мишенях TiC-CaO-Ti3PO(x) и TiC(x) – TiB(x). Затем осаждался слой B2O3 в течение 25 мин. Мишень подготавливалась плавкой порошка B2O3 в печи при 450оС.

Метод рентгенофазового анализа показал, что основой покрытия с 11% В является ГЦК фаза Ti(C,N) (111) и гексагональные фазы TiB2 (100) и BN. В остальных покрытиях отсутствовала фаза BN. На сканирующем электронном микроскопе была выявлена структура, которая состоит для покрытий TiCaPCON-B из зерен 30-40 нм и колонн с размером 50 нм для покрытия TiCaPCON-B+ B2O3. Была исследована кинетика выхода бора в физиологический раствор. После модификации поверхности TiCaPCON-B была исследована топография поверхности, структура оксидных слоев и измерена их толщина. Методы инфракрасной спектроскопии и спектроскопии комбинационного рассеяния позволили определить изменение структуры при различных видах обработки поверхности, а также зафиксировать наличие фазы B2O3.