В работе представлены результаты исследования влияния концентрации пентаоксида тантала в покрытиях, полученных методом плазменного электролитического оксидирования (ПЭО), на их электрохимические свойства и изучена способность данных покрытий к образованию апатитов в условиях in vitro. Согласно результатам анализа электрохимического поведения покрытий в растворе, имитирующем плазму крови человека по минеральному составу (SBF-растворе), модуль импеданса Ta2O5-содержащих ПЭО-покрытий, в среднем более чем на 2 порядка выше по сравнению с модулем импеданса сплава МА8 без покрытия. Введение в состав электролита наночастиц Ta2O5и увеличение содержания пентаоксида тантала в составе ПЭО-покрытий приводит к снижению их защитных свойств, по сравнению с базовым ПЭО-слоем. Установлено, что первые кластеры апатитов появляются на поверхности ПЭО-покрытия уже после 1 дня выдержки в SBF-растворе. Через 28 дней ПЭО-покрытие полностью покрывается слоем апатитов с пластинчатой морфологией. На 21 сутки выдержки Ta2O5-содержащего ПЭО-покрытия в SBF-растворе концентрация ионов Ca2+ в растворе стабилизируется, что обусловлено достижением равновесия окружающего раствора с образовавшимся слоем апатитов.

В работе представлены результаты исследований свойств покрытий, формируемых в дисперсных электролитах с наночастицами пентаоксида тантала. Полученные данные свидетельствуют о биоактивности и биосовместимости исследуемых покрытий. Наночастицы пентаоксида тантала действуют как центры зародышеобразования фосфатов кальция и существенно ускоряют образование гидроксиапатита и его предшественников на поверхности покрытия. Более высокая шероховатость поверхности образцов и наличие агломератов частиц пентаоксида тантала способствуют повышению скорости формирования слоя апатитов вокруг агломератов по сравнению с базовым ПЭО-покрытием. Подобные свойства делают данные покрытия перспективными для защиты биорезорбируемых имплантатов на основе магниевых сплавов. Согласно in vivoисследованиям на покрытиях содержащих наночастицы Ta2O5, морфология клеток, аналогична контрольным образцам, что свидетельствует о хорошей биосовместимости покрытий. Результаты как СЭМ, так и гистологического анализа демонстрируют высокую биосовместимость образцов с пентаоксидом тантала. Морфология таких покрытий облегчает адсорбцию белков плазмы крови, что способствует врастанию ткани по сравнению с чистым сплавом магния. Покрытия предотвращают непосредственный контакт магниевого сплава с коррозионной средой, существенно снижая интенсивность коррозионного разрушения, что предохраняет прилегающие ткани от повреждений и отслоений, вызванных скоплением газов и чрезмерным подщелачиванием окружающей имплантат среды, и обеспечивает положительный иммунный ответ. Исследования антибактериальных свойств покрытий с наночастицами Ta2O5 не выявили наличия зоны подавления роста бактерий в чашках Петри. Однако пентаоксид тантала мешает образоваться бактериальной пленке на поверхности имплантата, предотвращая бактериальную адгезию, значительно снижая риск развития имплантат-ассоциированных инфекций.

В работе представлены результаты исследования морфологии, состава и свойств покрытий на магниевом сплаве МА8, полученных методом плазменного электролитического оксидирования (ПЭО) в дисперсных электролитах, содержащих наночастицы пентаоксида тантала (β-Ta2O5) в различной концентрации. Методами рентгенофазового анализа и рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии в составе покрытий было установлено наличие Ta2O5, что говорит об успешном внедрении в покрытие наночастиц из электролита. Установлено, что при повышении концентрации наночастиц в электролите до 8 г/л, наблюдается увеличение толщины покрытий от (42 ± 4) до (56 ± 7) мкм и параметра шероховатости Ra от (2,5 ± 0,3) до (4,7 ± 0,7) мкм. Наибольшие значения микротвёрдости (3,4 ± 0,4) ГПа и модуля Юнга (80 ± 12) ГПа были продемонстрированы покрытиями, полученными в электролите, содержащем Ta2O5 в концентрации 4 г/л, данные значения существенно превышают величины, полученные для базового ПЭО слоя (2,5 ± 0,3) ГПа и (59 ± 10) ГПа, соответственно.

В статье представлен анализ изменения в ходе климатических испытаний в камере соляного тумана защитных свойств композиционных покрытий, полученных на магниевом сплаве МА8 методом плазменного электролитического оксидирования с последующей обработкой в водной суспензии ультрадисперсного политетра­фторэтилена. Изучена динамика изменения электрохимических свойств композиционных полимерсодержащих покрытий. Оценено влияние кратности нанесения композиционного слоя на стойкость покрытий к коррозии. Установлено, что полимерсодержащее покрытие, полученное плазменным электролитическим оксидированием и трехкратной обработкой в суспензии ультрадисперсного политетрафторэтилена, обладает наибольшей стойкостью к коррозионному разрушению в связи с высокой однородностью получаемого композиционного слоя. После 40 сут нахождения в агрессивной коррозионной среде значения поляризационного сопротивления и модуля импеданса для данного вида покрытия выше на один порядок в сравнении с базовым ПЭО-покрытием до начала испытаний. The paper presents analysis of changes in the protective properties of composite coatings obtained on the MA8 magnesium alloy by plasma electrolytic oxidation followed by treatment in an aqueous suspension of superdispersed polytetrafluoroethylene, during salt spray test. The dynamics of changes in the electrochemical properties of composite polymer-containing coatings was studied. The effect of the multiplicity of the application of the composite layer on the corrosion resistance of the coatings was estimated. It was established that the polymer-containing coating obtained by the plasma electrolytic oxidation and threefold treatment in the superdispersed polytetrafluoroethylene suspension has the highest resistance to corrosion due to the greater homogeneity of the obtained composite layer. After 40 days of exposure to an aggressive corrosive environment, the values of polarization resistance and impedance modulus for this type of coating are one order of magnitude higher than those for the base PEO-coating before test.

Corrosion degradation of Mg–0.8Ca bioresorbable alloy in the mammalian cell culture medium. A.S. GNEDENKOV, S.L. SINEBRYUKHOV, V.S. FILONINA, D.V. MASHTALYAR, V.S. EGORKIN, S.V. GNEDENKOV (Institute of Chemistry, FEB RAS, Vladivostok). The paper presents results of study of electrochemical activity of the Mg–0.8Ca bioresorbable alloy in a medium for the cultivation of mammalian cells – the minimum essential medium (MEM). The highest corrosion activity of the alloy was revealed at the initial stage of exposure in the solution (for the first 12 minutes). The mechanism of corrosion degradation of material has been determined and it is characterized with initiation of the destruction at grain boundaries caused by the formation of micro-galvanic couples. It is explained by the presence of Mg2Ca intermetallic phase which is anodic against α- magnesium matrix. A model of formation of corrosion products layer on alloy`s surface during the exposition in MEM solution is proposed.

Представлены результаты исследования электрохимической активности биорезорбируемого магниевого сплава Mg–0,8Ca в среде для культивирования клеток млекопитающих – minimum essential medium (MEM). Наиболее высокая коррозионная активность сплава выявлена на начальной стадии выдержки в растворе (первые 12 мин). Установлен механизм коррозионной деградации материала, заключающийся в инициировании разрушения на границах зерен вследствие образования микрогальванических пар. Это объясняется присутствием в сплаве интерметаллидной фазы Mg2Ca, являющейся анодной по отношению к α-матрице магния. Предложена модель формирования слоя продуктов коррозии на поверхности сплава при его выдержке в MEM. The paper presents results of study of electrochemical activity of the Mg–0.8Ca bioresorbable alloy in a medium for the cultivation of mammalian cells – the minimum essential medium (MEM). The highest corrosion activity of the alloy was revealed at the initial stage of exposure in the solution (for the first 12 minutes). The mechanism of corrosion degradation of material has been determined and it is characterized with initiation of the destruction at grain boundaries caused by the formation of micro-galvanic couples. It is explained by the presence of Mg2Ca intermetallic phase which is anodic against α- magnesium matrix. A model of formation of corrosion products layer on alloy`s surface during the exposition in MEM solution is proposed.

Представлены результаты ускоренных климатических испытаний композиционных полимерсодержащих покрытий на сплаве алюминия АМг3. Выявлено положительное влияние импрегнированного в поры ПЭО-покрытия композиционного материала на смачиваемость и коррозионную стойкость исследуемых образцов в условиях долговременного воздействия соляного тумана. Наиболее высокую коррозионную стойкость продемонстрировали образцы с четырехкратным нанесением ультрадисперсного политетрафторэтилена. The results of accelerated climatic tests of composite polymer-containing coatings on the AMg3 aluminum alloy are presented in the paper. According to the results of the studies carried out, a positive effect of the penetrated composite material into the pores of a PEO-coating on the wettability and corrosion resistance of the test samples under conditions of long-term exposure to salt fog has been revealed. The highest corrosion resistance was demonstrated by samples with a fourfold (СС-4x) application of superdispersed polytetrafluoroethylene.

The paper presents the results of the study of morphology, composition, electrochemical and mechanical properties of protective coatings, including composite coatings on magnesium, obtained by direct laser deposition. It is established that the use of additive technology for the formation of the material does not require correction of the electrical modes of plasma electrolytic oxidation, developed for deformable magnesium alloys. The formed protective coatings significantly increase the resistance of the formed samples to corrosion in a 3 % NaCl solution and give the prospect of using magnesium alloys as resorbable materials for personalized implantation surgery.

Protective composite coatings formation method on a magnesium alloy using plasma electrolytic oxidation (PEO) and fluorocarbon materials has been considered. The composite coatings have protective anticorrosion and wear-resistant properties: the corrosion current density decreases by more than two orders of magnitude, and the wear decreases by an order of magnitude than the base PEO coating. It has been established that coatings of surface have hydrophobic properties. Values of the contact angle changed in the range from 122° up to 137°, depending on the fluorinated paraffin type.

FIELD: chemistry. SUBSTANCE: method comprises plasma electrolytic oxidation (PEO) of the alloy surface in silicate-fluoride electrolyte in a bipolar mode, in two steps. During the first 200-240 s of alloy surface anodic polarization, process is performed galvanostatically at a current density of 0.5-0.7 A/cm 2 , until the anode voltage reaches 250-270 V, and during cathodic polarization, - potentiostatically at a cathode voltage of -(30-40) V. Then, during 600-700 s, oxidation is continued at an anode voltage, decreasing to 200-210 V, and cathode voltage - to -(8-10) V. A fluoropolymer layer is applied to the formed substrate surface by dipping into a tetrafluoroethylene telomers solution in acetone, followed by coating drying and heat-treating the at 250-275°C for at least one hour. Fluoropolymer coating is repeated 2-3 times. EFFECT: increased method technology at increased service life and improved corrosion resistance, anti-friction and hydrophobic properties of coatings. 3 cl, 2 dwg, 3 tbl, 4 ex

Разработаны способы формирования защитных композиционных покрытий с использованием теломерных растворов тетрафторэтилена. Проведено комплексное исследование электрохимических, трибологических, гидрофобных свойств композиционных покрытий, сформированных на магниевых сплавах методом плазменного электролитического оксидирования с последующим нанесением фторорганического материала из теломерных растворов тетрафторэтилена. Получены данные, свидетельствующие о повышении коррозионной устойчивости и износостойкости покрытий. Установлены гидрофобные свойства полученных композиционных слоев.

Представлены результаты оценки термостабильности и адгезивной устойчивости биоинертных слоев, сформированных методом плазменного электролитического оксидирования на поверхности никелида титана. Установлено, что поверхностная обработка практически не влияет на фазовый переход мартенсит–аустенит, отвечающий за эффект памяти формы.

In this paper presents the results on the coatings received by plasma electrolytic oxidation on MA8 magnesium alloy using nanoparticles of zirconia and silica. Complex research of electrochemical, tribological, elastic-plastic and adhesive properties of the investigated hetero-oxide coatings.