Микроплазмалық тозаңдату параметрлерінің тозаңдалған Zr сымы мен қаптау кеуектерінің жоғалуына әсері
DOI:
https://doi.org/10.26577/RCPh.2021.v79.i4.10Кілттік сөздер:
микроплазмалық тозаңдату (МПТ), цирконий қаптамасы, материалды пайдалану коэффициенті (МПК), кеуектілік, металдандыру фигурасы, имплантаттарАннотация
Мақалада микроплазмалық тозаңдату (МПТ) кезінде материалды жоғалту себептерін зерттеудің жаңа нәтижелері келтірілген және болат төсеніштерге цирконий сыммен қаптауды тиімді тозаңдату үшін және титан қорытпасында 20,3% дейін қажетті кеуектілігі бар қаптаманы алу үшін оңтайлы параметрлерді таңдау негізделеді. Тозаңдатудың оңтайлы параметрлері материалды пайдаланудың максималды коэффициентін (МПК) - 95%-ға дейін, және шағын көлемдегі бөлшектерге қаптамаларды тозаңдату кезінде материалдың ең аз шығынын қамтамасыз етеді: көлденең қиманың орташа ауданы 2 мм кезінде 47%-ға тең және орташа диаметрі 8 мм төсемдерге тозаңдату кезінде 1%-дан кем болады. Зерттеулер тозаңдату параметрлері, ток күші, тозаңдату қашықтығы, плазма түзетін газдың шығыны және сымның берілу жылдамдығы сияқты 24-1 бөлшек репликалары бар көп факторлы экспериментті қолдана отырып жүргізілді. Тозаңдату нүктесіндегі қаптау материалының таралуын зерттеу үшін фигуралардың металдандыру макро түсірілімі жүргізілді және оларды жуықталған қисықтарды құрастырумен талданды. Сканерлейтін электронды микроскопия әдісімен цирконий қаптамаларының кеуек мөлшері мен титан қорытпасына микроплазмалық тозаңдатудың әртүрлі параметрлері бар кеуектілік анықталды. Эксперименттік нәтижелерді регрессиялық талдау әдістерімен микроплазмалық тозаңдату параметрлерінің МПК шамасына және қаптамалардың кеуектілігіне әсер ету дәрежесін бағалауға мүмкіндік беретін теңдеулер алынды, сонымен қатар ток күші мен плазма түзетін газдың шығыны ең үлкен әсер ететіндігі анықталды. Медициналық импланттарды жабуға жарамды кеуектілігі бар цирконий қаптамасының МПТ оңтайлы параметрлерін таңдау дәлелденді.
Библиографиялық сілтемелер
2 B. H. Robert, Journal of Thermal Spray Technology, 25, 827-850 (2016).
3 V.I. Kalita, A.I. Mamaev, V.A. Mamaeva, D.A. Melanin, D.I. Komlev, A.G. Gnedovets, V.V. Novochadov, V.S. Komlev and A.A. Radyuk, Inorg Mater Appl Res, 7(3), 376-387 (2016).
4 B. Fotovvati, N. Namdari and A. Dehghanghadikolaei, J Manuf Mater Process, 3(1), 1-22 (2019).
5 J.W. Nicholson, Prosthesis, 2, 100-116 (2020).
6 W. Liu, S. Liu and L. Wang, Coatings, 9, 249 (2019).
7 D. Apostu, O. Lucaciu, G.D.O. Lucaciu, B. Crisan, L. Crisan, M. Baciut, F. Onisor, G. Baciut, R.S. Câmpian and S. Bran, Drug Metab. Rev., 49, 92-104 (2017).
8 N. Eliaz, Materials, 12 (3), 407 (2019).
9 N.J. Hallab and Jacobs J.J., Orthopedic Applications. [In] Biomaterials Science, B.D. Ratner, A.S. Hoffman, F.J. Schoen [ed.] (Academic Press, San Diego, 2013), 841-882 p.
10 L. Kunčická, R. Kocich R. and T.C. Lowe, Prog Mater Sci, 88, 232-280 (2017).
11 M.V. Tumilovich, V.V. Savich and A.I. Shelukhina, Doklady BGUIR 7(101), 115-119 (2016).
12 F. Matassi, A. Botti, L. Sirleo, C. Carulli and M. Innocenti, Clin. Cases Miner. Bone Metab., 10(2), 111-115 (2013).
13 A. Civantos, C. Dominguez, R.J. Pino, G. Setti, J.J. Pavon, E. Martinez-Campos, F.J.G. Garcia, J.A. Rodriguez, J.P. Allain and Y. Torres, Surf Coat Technol, 368, 162-174 (2019).
14 D. Alontseva, E. Ghassemieh, S. Voinarovych, O. Kyslytsia, Polovetski, N. Prokhorenkova and A.T. Kadyroldina, Johnson Matthey Technol Rev, 64(2), 180-191 (2020).
15 S. Voinarovych, O. Kyslytsia, Ie.K. Kuzmych-Ianchuk, O. Masiuchok, S. Kaliuzhnyi, D. Teodossiev, V. Petkov, R. Valov, Al. Alexiev and V. Dyakova, Series on Biomechanics, 31 (4), 27-33 (2017).
16 D.L. Alontseva, A.R. Khozhanov, S. Voinarovich, O. Kyslytsia, N.V. Prokhorenkova, A.B. Sadibekov, S. Kalyuzhny and A.L. Krasavin, 7th International Congress on Energy Fluxes and Radiation Effects (Tomsk, 14-26 September, 2020), 817 – 821 p.
17 ASTM F136-13(2013) Standard Specification for Wrought Titanium-6Aluminum-4Vanadium ELI (Extra Low Interstitial) Alloy for Surgical Implant Applications (UNS R56401), ASTM International, West Conshohocken, PA, 2013.
18 R.C. Tucker, ASM Handbook, Volume 5A: Thermal Spray Technology, (ASM International, 2013).
19 D.L. Alontseva, M.B. Abilev, A.M. Zhilkashinova, S.G. Voinarovych, O. Kyslytsia, E. Ghassemieh, A. Russakova and L. Łatka, Adv. in Mater. Science, 18(3) (57), 79-94 (2018).
20 ASTM E2109-01(2014) Standard Test Methods for Determining Area Percentage Porosity in Thermal Sprayed Coatings, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2014.
21 L.Kh. Baldayeva, Gazotermicheskoe napyleniye: uchebnoe posobiye (Izd-vo: Market DS, 2007) 344 p. (in Russ).
22 M. Szala, L. Łatka, M. Awtoniuk, M. Winnicki and M. Michalak, Processes, 8, 1544 (2020).
23 L. Łatka, L. Pawłowski, M. Winnicki, P. Sokołowski, A. Małachowska and S. Kozerski, Applied Sciences, 10(15), 5153 (2020).
24 I.P. Gulyaev, Vizualizaciya gazodinamicheskoi struktury plazmennyh potokov napylitel’nogo plazmatrona “PNK-50” tenevym metodom, Vestnik Yugorskogo gosudarstvennogo universiteta, 4 (51), 61-68 (2018).
25 D. L. Alontseva, E. Ghassemieh, A.L. Krasavin, G.K. Shadrin, A.T. Kussaiyn-Murat and A.T. Kadyroldina, International Journal of Mechanical Engineering and Robotics Research, 9 (2), 280-286 (2020).
26 V.I. Kalita, D.A. Malanin, A.I. Mamaev, V.A. Mamaeva, V.V. Novochadov, D.I. Komlev, V.S. Komlev and A.A. Radyuk, Materialia, 15 (2021).
