Нанесение нитрида титана: Напыление нитрида титана. Покрытие нитридом титана изделий из нержавеющей стали в Санкт-Петербурге с доставкой по России

Содержание

Напыление нитрида титана 🔨 — услуги инженерии поверхности в Санкт-Петербурге. Выполните напыление титана в компании «Плазмацентр».

Дополнительные услуги

Покрытие нитрид титана (TiN) универсальное и самое распространенное износостойкое, либо декоративное покрытие золотого цвета. Имеет очень широкое применение. Мы наносим покрытие TiN с помощью вакуумной установки ионно-плазменного напыления (технология PVD).

Характеристики покрытия

  • Твердость покрытия 24-28 ГПа
  • Толщина покрытия 1-6 мкм
  • Рабочая температура 500°С
  • Коэффициент трения 0,4-0,5
  • Покрытие золотого цвета

Применение износостойкого нитрида титана (нанесение TiN)

Покрытие наносится на режущий и формообразующий инструмент различной геометрии, на штампы, пресс-формы и всевозможные детали машин. Одно из самых доступных и распространенных покрытий. Данное покрытие активно применяется в стоматологии (протезы и медицинский инструмент).

Применение декоративного нитрида титана (титанирование)

Покрытие наносится на предметы мебели и интерьера, рекламные вывески, конструкции и на многое другое.

Важным условием качественного и красивого декоративного покрытия нитрида титана является подготовка поверхности. Детали перед нанесением покрытия должны быть отполированы.

Мы оказываем услуги по напылению нитрида титана в Санкт-Петербург на нашей производственной площадке.

В настоящий момент наносим только износостойкое покрытие нитрида титана, декоративные покрытия временно не наносим.

Заказать услугу по напылению нитрида титана

Позвоните нам, либо пришлите запрос с чертежами или фотографиями изделий на электронную почту [email protected], в теме письма укажите «Напыление TiN», наши менеджеры рассчитают стоимость и сроки выполнения напыления.

Другие услуги

«Плазмацентр» предлагает

  • услуги по восстановлению деталей, нанесению покрытий, напылению в вакууме, микроплазменному напылению, электроискровому легированию, плазменной обработке, аттестации покрытий, напылению нитрида титана, ремонту валов, покрытию от коррозии, нанесению защитного покрытия, упрочнению деталей;
  • поставка оборудования для процессов финишного плазменного упрочнения, сварки, пайки, наплавки, напыления (например, газотермического, газопламенного, микроплазменного, высокоскоростного и детонационного напыления), электроискрового легирования, приборов контроля, порошковых дозаторов, плазмотронов и другого оборудования;
  • поставка расходных материалов, таких как сварочная проволока, электроды, прутки для сварки, порошки для напыления, порошки для наплавки, порошки для аддитивных технологий, проволока для наплавки и другие материалы для процессов сварки, наплавки, напыления, аддитивных технологий и упрочнения;
  • проведение НИОКР в области инженерии поверхности, трибологии покрытий, плазменных методов обработки, выбора оптимальных покрытий и методов их нанесения;
  • обучение, консалтинг в области наплавки, напыления, упрочнения, модификации, закалки.

 

Свяжитесь с нами по телефонам: +7 (812) 679-46-74, +7 (921) 973-46-74, или напишите нам на почту: [email protected]

 

Наши менеджеры подробно расскажут об имеющихся у нас технологиях нанесения покрытий, упрочнения, восстановления, придания свойств поверхности, а также о стоимости услуг компании.

Покрытие нитридом титана в домашних условиях — за и против

 

В настоящее время все большую популярность приобретают «золоченные» декоративные материалы и изделия, а также упрочненные инструменты и детали с покрытием (напылением) из нитрида титана. И это не удивительно, ведь этот материал обладает как прекрасными декоративными свойствами (можно добиться, чтобы его цвет и фактура были внешне неотличимы от ювелирного золота), так и ценными эксплуатационными характеристиками – высокой твердостью (износоустойчивостью), антикоррозионной, и в целом химической стойкостью, низким коэффициентом трения, абсолютной (диффузионной) адгезией к основе.

 

Такие ценные потребительские качества изделий и материалов с нитрид титановым покрытием толкают желающих сэкономить к поиску возможностей выполнять покрытие в домашних условиях, или хотя бы кустарным способом в слабо оборудованных мастерских. К поиску таких нетривиальных решений дополнительно подталкивает как высокая популярность услуги (напыление может наноситься на листовой металл, самые разнообразные фигурные металлические, пластиковые, керамические изделия), так и привлекательная коммерческая цена покрытия нитрид титана. Которая, например, на тонких листах нержавейки колеблется в пределах 600 – 1000 грн за м2.

 


 

Давайте же разберемся, насколько реально сделать покрытие нитридом титана в домашних условиях кустарными или полукустарными способами.

 

В промышленных условиях нанесение на материалы и изделия нитрид титанового напыления производится:

Первые два позволяют получить хорошие и отличные результаты по качеству нанесения нитрид титанового покрытия. Но в то же время они требуют технически сложных и дорогих технологических установок (вакуумных, парогазовых), которые могут себе позволить только достаточно крупные промышленные предприятия или лаборатории.

 

Кроме того, промышленные установки PVD и CVD требуют наличия многочисленного, сложного и дорогого сопутствующего (обеспечивающего) оборудования, а также малодоступных материалов и промышленных газов. Из-за сложности организации технологического процесса и высокой цены, оборудование промышленного класса практически не доступно даже для небольших (полукустарных) производств, не говоря уже о домашних условиях.

 


 

В то же время, метод плазменного напыления характеризуется наибольшей простотой и дешевизной организации, поскольку в нем применяются широко распространенные электроплазменные горелки-распылители, и сравнительно доступное сырье – нитрид титана в уже готовой порошковой форме. Что важно, процесс плазменного напыления происходит без создания вакуума или специальной газовой среды. Но, для уменьшения окисления нитрида титана кислородом, в качестве плазмообразующего газа могут использоваться инертные газы, например, аргон. Таких технологических условий с невысокими требованиями вполне можно достичь даже в оборудованных небольших мастерских, где производство ведется в полукустарных условиях, малочисленными сериями (партиями), или вообще единичными изделиями.

 

Недостатками метода плазменного напыления нитрид титана являются:

  • плохая адгезия (прикрепление) покрытия к основе, которое значительно уступает по прочности и стойкости напылению, которое получено на оборудовании PVD или CVD, и склонно к отслоению;

     

  • проблематичность получения пленки, равномерной по толщине, с высокими декоративными свойствами.

В связи с серьезными недостатками метода плазменного напыления, можно с ответственностью утверждать, что он характерен преимущественно для небольших производств, производящих работы полукустарными методами. Связи с чем он получил распространение лишь в сфере нанесения нитридтитановых декоративных покрытий невысокого качества, например, на мебельную фурнитуру, сувенирную продукцию, дешевую бижутерию и т.д.

 

Но для гораздо более скромных условий домашней мастерской практически не применим даже метод плазменного напыления. Что можно посоветовать домашним умельцам (и химикам – технологам по совместительству), которым не жалко направить свои силы и энергию на получение нитридтитановой «позолоты» своими руками?

 

В домашних условиях такое покрытие можно получить методом гальвано-химии, путем осаждения нитрида титана из нитратных растворов (или расплавов) солей титана. Для таких условий гальвано-химическую ванну и все сопутствующее оборудование вполне возможно изготовить своими руками.

 


 

Но, помимо огромных затрат электроэнергии и времени, из-за физико-химических особенностей материала (нитрида титана), такое гальваническое покрытие неизбежно будет обладать следующими характеристиками:

  • неравномерностью и крупнокристаллической структурой, которые будут только отрицательно сказываться на декоративных и потребительских свойствах изделия;

     

  • избыточно большой толщиной покрытия, которая будет серьезно и малопредсказуемо превышать начальные массогабаритные характеристики изделия;

     

  • плохой адгезией гальванического покрытия к основе, что будет приводить к сравнительно легкому его отслаиванию.

Да, с такими характеристиками нитридтитанового покрытия на рынок не выйдешь, и большого успеха там не достигнешь. Потому на рынке закономерно господствуют материалы и детали с нитридтитановым напылением, которое выполнено на вакуумном (PVD) или паро-газовом (CVD) оборудовании промышленного класса. Народным умельцам, которые все же решаются положить свои силы и материальные ресурсы на отработку гальвано-химической технологии получения декоративного покрытия «под золото» из нитрида титана, можем только пожелать всяческих успехов.

Нанесение нитрида титана на купола.

Нанесение нитрида титана широко используется для получения декоративных покрытий различной цветовой гаммы. Существует два метода нанесения нитрид титана на сталь – вакуумный катодный и вакуумный ионно-плазменный.

Вакуумный катодный метод является более простым в изготовлении и дешевым в сравнении с ионно-плазменным. Сегодня возможно получение нитридов титана (под золото) на металлах и лаках, а также напыление теплоотражающих и антибликовых покрытий на стекле. Сегодня это используется для изготовления витражей.

Нанесение металла на нержавеющую сталь широко используется для покрытия куполов храмов, потому что цвет покрытия такой же, как у сусального золота, а стоит обработанная нитридом титана нержавеющая сталь дешевле и является более надежным материалом, чем сусальное золото.

Покрытие на стекло осуществляется в основном в декоративных целях, на нержавеющую сталь – для повышения износостойкости, получения желаемого цвета, на металлы и сплавы — для увеличения термо- и коррозионной стойкости.

Нанесение нитрида титана на купола храмов.

При использовании данного материала в качестве покрытия для церковных куполов, нитрид титана наносят на листы нержавеющей стали, которым предают определенную фактуру. Такие листы крепятся на всей площади купола по разметке, составленной проектировщиком. Последним шагом является монтаж купола назад на вершину храма, который занимает совсем немного времени.

Нанесение нитрида титана на нержавеющую сталь раз и навсегда решило проблему коррозии и выцветания церковных куполов. Следует заметить, что желаемый цвет готового материала (восемь оттенков) можно указать заранее, что очень удобно для архитекторов храма, учитывая хрупкость и недолговечность остальных покрытий, используемых в этой области. Дешевизна материала, долгий срок службы, разнообразие цветов — навсегда покорили церковную архитектуру двадцать первого века.

Нитрид-титановое напыление для украшения церковных изделий

Позолоченное покрытие придаёт изделиям дополнительную красоту и изящество. Но использовать с этой целью золото высокой пробы слишком дорого и не практично. Поэтому современная промышленность подыскала удачную альтернативу для украшения всевозможных предметов интерьера — нитрид-титановое покрытие (TiN). Визуально оно практически ничем не отличается от дорогостоящей позолоты, но технология нанесения при этом гораздо проще, да и финансовые затраты будут намного снижены.

Что представляет собой нитрид титана

С точки зрения химии, покрытие на основе нитрида титана представляет собой соединение химического вещества и азота. При правильном использовании технологии нанесения напыление образует на поверхности тончайшую плёнку. Подобная технология применяется в различных сферах промышленности и общественной жизни. Причём использовать TiN можно для оформления предметов интерьера. Но наиболее крепким и долговечным покрытие становится на открытом воздухе, а его цвет получает большую отчётливость.

Где и как можно использовать нитрид-титановое напыление

С технической точки зрения наносить нитрид титана можно на любые материалы, выдержать температуру его испарения и финишного запечатывания, то есть до +200-210 °С и выше. Но также важно обеспечить надёжное и прочное «сцепление» вещества с поверхностью. Наиболее прочное соединение нитрида титана обеспечивается на следующих поверхностях:

  1. Нержавеющая сталь. Наиболее распространённый материал для нитрид-титанового напыления. Причём для покрытия подходит как техническая, так и пищевая сталь. 
  2. Медь, алюминий, латунь. Для достижения 100% результата следует наносить TiN на хромированную поверхность. Но и на необработанном покрытии материал будет смотреться вполне привлекательно.
  3. ABS-пластик. Ещё один востребованный материал для нанесения нитрид-титанового покрытия. Но для лучшего сцепления обязательно требуется предварительное хромирование поверхности.

Как осуществляется нитрид-титановое напыление

Украшение предметов интерьера или экстерьера при помощи TiN — это довольно сложная и тонкая работа, требующая тщательной предварительной подготовки. Тем не менее, выполнить все работы вполне возможно не только в промышленных, но и в домашних условиях. Предварительная подготовка перед нанесением покрытия включает в себя следующие действия:

  • Если изделие сборное, его необходимо разобрать на составные части.
  • Поверхность, предназначенная для нанесения TiN, должна быть чистой и гладко отполированной.
  • В большинстве случаев требуется просверлить технологические отверстия.

Проще и удобнее всего наносить нитрид-титановое покрытие с применением ионно-плазменной технологии. Так удаётся получить покрытие с минимальной пористостью и высоким сцеплением с поверхностью. При соблюдении всех технологий покрытие будет верой и правдой выполнять свои функции на протяжении не менее 50-ти лет.

Если вы решили получить покрытие с различными цветовыми решениями, то во время проведения работ можно использовать разные плазмообразующие газы: азот, аргон, ацетилен, а также углекислоты и смеси на их основе. Также в ходе работ можно использовать катодно-дуговое осаждение: так удаётся обеспечить прочную адгезию с основанием защитного покрытия благодаря внедрению атомов титана в кристаллические структуры материалов нижнего слоя.

Почему покрытие из нитрид титана лучше наносить в домашних условиях

Конечно, заказать услуги по напылению TiN можно и в компании, специализирующейся на выполнении данного вида услуг. Но это не всегда желательно. Во-первых, даже самые опытные профессионалы не всегда способны выполнить все работы в точном соответствии с пожеланиями заказчика. Во-вторых, дав полную свободу действий компании на обработку изделий, заказчик должен быть готов ко всем возможным последствиям: не так отполировали, не там просверлили и т. д. Таким образом, лучше всего выполнить все работы самостоятельно: так можно сэкономить на проведении работ и оборудовании, а также сделать всё гораздо быстрее. Если вам понадобится консультация по вопросам подготовки изделий, обратитесь к специалистам компании «ДПМ+».
 

Основные материалы для кровли храмов

 

Рассмотрим материалы, которые используются при возведении куполов церквей.

Читать подробнее

О чем говорит количество и цвет куполов на церкви

Поговорим о значении, которое вкладывается в расцветку и число куполов на церквях.

Читать подробнее

Виды куполов православных храмов и их значение

 

В данной статье мы рассмотрим значение цветов куполов и их формы.

Читать подробнее

Основные виды купольных крестов на церкви

 

В этой статье мы рассмотрим виды крестов на куполе храма и их значение.

Читать подробнее

 

Нитрид титана. Новые и старые технологии?

 Метод  напыления нитридом  титана  применялся  уже  давно, но исключительно   в  военных  технологиях  для  упрочнения  и  износостойкости  конструкций,  очень  часто   такое  напыление  сейчас  наносят  на  режущий  и  сверлильный  инструмент, именно  для  этих  же целей.  И  относительно  недавно   нанесение   нитрида  титана  стали  производить    для  декоративных  нужд.  В  частности, все  вновь  строящиеся  купола  храмов  покрыты  листами  из  нержавеющей  стали с  напылением  нитридом  титана,  что  придает листам  красивый  золотой цвет, в  то  же  время  не  теряя  цвет  под атмосферными  осадками  в  течение  длительного  срока.  Суть  метода  нанесения  нитридом титана  заключается  в термодиффузионном методе  в специальных камерах с  глубоким  вакуумом.

Методом  напыление  нитридом  титана   сегодня  компании   производители  данных  работ  добились (в  декоративном  напылении)  разных  цветовых  решений,  как  золото,  свежая  медь,  антрацит,  бронза, так  и   полутонов  данных  цветов. Декоративное  покрытие  нитридом  титана  на  листы  или  металлоконструкции  составляет  около  3  микрон.  Покрытие  очень  устойчивое  к  разного  вида  кислотам  и  щелочам.  Снять  покрытие   возможно  только плавиковой  кислотой,  и  высококонцентрированной  перекисью  водорода,  так  же  частичное   повреждения  может  наносить   азотная  кислота.  В  окружающей нас  повседневной  среде  такие  растворы  встречаются  не  часто,  а  это  означает,  что   покрытию,  которое  используется  в  качестве  декоративного   для  украшения  интерьеров  ничего  не  угрожает.   

 

Титан и азот вступают в реакцию находясь совсем  рядом  с  изделиями, которые помещены  в  камеру  для  покрытия  нитридом  титана,  происходит  диффузия  в  кристаллическую решетку  этого  металлического  изделия .  

Чаще всего используют две методики напыления: 1)  метод  вакуумного  дугового  напыления  ,  2) метод  напыления  нитрида  титана путем   конденсации   пара  непосредственно на   изделие, которое  требуется  покрыть, а  если  учесть  еще  что  увеличена  после  напыления  износостойкость  изделия,  то  это   объясняет   то, что   этот метод  ранее очень часто  использовался для нанесения, на зубные протезы, придавая им желтый цвет  «цвет  золота».   Напыление  нитридом  титана  по цене  процедура  не  из  дешевых,  но  она  того  явно стоит.  

Урал Кварц — Напыление Нитрид Титана

Мы обладаем самой большой установкой вакуумного напыления титана в России, что позволяет нам наносить покрытия на изделия длиной до 3 метров. Наше оборудование произведено в 2020 году, что позволило нам внедрить самые современные наработки в этой сфере. Наши сотрудники имеют опыт более 10 лет в вакуумных технологиях, что обеспечивает гарантию качества, и чистоту цвета покрытия. Каждый наш клиент останется доволен
результатом.

По всем вопросам, связанным с напылением нитрида титана звоните: +7(912)23-31-015

Где используется нитрид титана:

Архитектура и Дизайн интерьеров

Напыление нитридом титана расширяет возможности архитекторов в создании роскошного оформления. Покрытие подчеркивает респектабельность интерьера, что особенно важно в гостиницах высокого уровня, кафе, ресторанах, офисах крупных компаний. Метод применяется в декоре стеновых панелей, лестничных ограждений, ограждений балконов, колонн, лифтовых кабин, дверей в холлах.

Церковная тематика

Нитрид титана помогает придать куполам храмов, шарам, крестам, шпилям, минаретам, улемам, окладам икон и церковной утвари блеск и сияние. Визуально такое покрытие неотличимо от золота. При этом служит напыление значительно дольше — 50 лет и более.

Мебельное производство

Мы рады предложить вам подстолья, каркасы стульев, ручки дверей и шкафов, каркасы мягкой мебели, мебельную фурнитуру, покрытые нитридом титана. Изделия с нанесенным напылением выглядит словно сделанное из золота, латуни, меди.
Нанесенное по ионно-плазменной технологии напыление отличается повышенной прочностью к внешним воздействиям и долгое время сохраняет презентабельный вид.
Такие изделия можно эксплуатировать даже в самых сложных условиях: на улице, в морском климате, под прямыми солнечными лучами или отрицательных температурах.

Сантехника и аксессуары

Нитрид титана позволяет придать сантехнике и аксессуарам для ванной комнаты новое звучание. Выбрав подходящий из одиннадцати оттенков напыления, вы можете создавать оригинальные решения для интерьера любого стиля. Смесители, полочки и вешалки, полотенцесушители и другие элементы оформления с таким покрытием смотрятся роскошно и сохраняют отличный внешний вид на протяжении десятков лет.

Реклама

В рекламной индустрии напыление нитридом титана применяется для создания «золотых» объемных букв и других элементов конструкций — вывесок, табличек, передвижных штендеров и так далее. Яркое оформление придает респектабельности рекламному сообщению и привлекает внимание потенциальных покупателей.

Примеры изделий:

Светильник

Церковный крест

Диск автомобильный

Перегородка

Фурнитура для стекла

Вытяжка с напылением

Листы нитрида титана

Каркасы стола и стульев

По всем вопросам, связанным с напылением нитрида титана звоните: +7(912)23-31-015

СДЕЛАЕМ РАСЧЕТ ЗА ОДИН ДЕНЬ

Покрытие нитридом титана в Санкт-Петербурге

Преимущества напыления нитрида титана

Стоит начать с того, что это достаточно безопасный материал. Достаточно напомнить, что нитрид титана напыляется на зубные металлические коронки, благодаря которому они приобретают характерный золотистый цвет. Несомненными преимуществами также можно считать высокую износостойкость к воздействию сложных погодных условий, отличные антикоррозионные свойства. Срок гарантии достигает более полувека, причем изменений во внешнем виде не наблюдается даже и спустя годы. Соединение нитрида с титаном является более дешевой альтернативой драгоценному золоту. Благодаря своим характеристикам, покрытие приобрело все необходимые потребительские свойства, которые есть у дорогостоящего золота:

  • не тускнеет;
  • не окисляется;
  • не подвержено атмосферным влияниям;
  • сохраняет первоначальные свойства на протяжении всего срока эксплуатации.

Где это используется

Если говорить прежде всего о тех местах, где результат нанесения покрытия из нитрида титана можно наблюдать воочию, то проще всего направиться к ближайшему храму или часовне: с 99. 99% вероятностью их ярко сверкающий золотом на солнце купол обязан своим цветом и блеском именно покрытию из нитрида титана. Благодаря уникальному набору свойств этого материала фирмы-производители гарантируют минимум пятьдесят лет службы покрытия под открытым небом в самых тяжёлых климатических условиях (а фактические лабораторные исследования показывают, что эту оценку можно смело увеличивать ещё втрое-вчетверо).

Именно поэтому напыление защитно-декоративного покрытия из нитрида титана практикуется очень широко: от предметов культа (кресты, решётки, ограды и перила — и так далее) до сугубо бытовых вещей индивидуального пользования, вроде оправ для очков или зубных протезов.

Технологические же покрытия из нитрида титана применяются практически везде: от усиления свойств режущего инструмента до создания диффузных барьеров и защитных механических покрытий в электронике (вопреки распространённому заблуждению, ножевые контакты вставляемых в разъёмы печатных плат ПК и подобной техники покрыты отнюдь не золотом, а слоем нитрида титана).

Химическое осаждение из газовой фазы тонких пленок нитрида титана: кинетика и эксперименты

Пленки нитрида титана (TiN) были выращены методом CVD (химическое осаждение из паровой фазы) из хлоридов титана, полученных in situ путем прямого хлорирования металлического титана, аммиака (NH 3 ) и водорода (H 2 ) в качестве газа-носителя на монокристаллическом c плоском сапфире, WC-Co, подложках из нержавеющей стали и аморфного графита.Кинетические пути, включающие четыре поверхностные реакции, были предложены для моделирования скорости роста. Предложенная модель подтверждена экспериментами, проведенными при разных температурах (650–1400 °С) и давлении (300–1000 Па), с разным количеством прекурсоров (соотношение N/Ti в газовой фазе) и на разных подложках. Исследование показывает, что в поликристаллических материалах ориентация кристаллов зависит от пересыщения, в то время как предпочтительная ориентация (111) определяется лежащим в основе сапфиром с плоскостью c независимо от пересыщения. Низкое соотношение N/Ti в газовой фазе приводит к низкой скорости роста и плотной пленке TiN, что является ключом к получению золотого TiN. Высокая скорость роста соответствует коричневому TiN. В целом исследование показывает, что золотистый цвет не зависит от текстуры и является естественным аспектом плотного стехиометрического слоя TiN.

У вас есть доступ к этой статье

Подождите, пока мы загрузим ваш контент…

Что-то пошло не так. Попробуй снова?

Нитрид титана – обзор

1.

108.2.2.2.1 Покрытия TiN методом PVD

Слои на основе TiN наносятся с помощью процесса PVD на сплав CoCr или Ti, каждая компания использует собственную запатентованную процедуру.Например, компания Endotec использует запатентованный воспроизводимый процесс PVD для нанесения покрытия UltraCoat® TiN толщиной 6–10 мкм на сочленяющиеся поверхности тазобедренного, плечевого и коленного суставов. Поверхности с покрытием TiN предназначены для соединения с СВМПЭ или металлическими компонентами с аналогичным покрытием. Обоснованием использования нитрида титана в качестве износостойкого покрытия является его высокая твердость (HV 2400–2800), высокая стойкость к царапанью, низкий коэффициент трения и повышенные характеристики смачиваемости синовиальными жидкостями.TiN одобрен Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США: он считается физиологически инертным, он не внесен в список канцерогенов, и ни острое, ни хроническое воздействие не вызывает токсических эффектов. Покрытия TiN имеют золотистый цвет, и их можно наносить на компоненты замены соединений из CoCr или титанового сплава. Одним из недостатков сплавов CoCr является то, что Co, Cr и небольшое количество Ni, которые они всегда содержат, вызывают аллергические реакции. Сообщалось, что покрытие шарнирных поверхностей CoCr с помощью TiN снижает выделение ионов этих металлов в жидкости организма, сохраняя при этом характеристики износостойкости сплава. 56,57 В качестве альтернативы сплав CoCr можно полностью заменить сплавом Ti. Титановые сплавы (например, Ti-6Al-4V) в настоящее время используются в хирургии имплантатов из-за их низкой плотности, относительно низкого модуля упругости, а также отличной биосовместимости и коррозионной стойкости. Однако часто сообщается, что их трибологические свойства плохие из-за высокого коэффициента трения и плохих характеристик при абразивном и адгезионном износе. 58 Покрытие деталей заменителей шарнирных соединений из сплавов Ti тонким слоем TiN должно придавать им требуемую высокую износостойкость. Детали из титанового сплава с покрытием TiN предлагаются в качестве заменителей традиционных компонентов CoCr как в коленных, так и в тазобедренных системах для пациентов, чувствительных к никелю, или там, где показаны головки бедренных костей большого диаметра (тяжелые, активные пациенты).

Решающим фактором, влияющим на срок службы и эксплуатационные характеристики компонента с покрытием, является адгезия покрытия к подложке. 59 Разрушение системы твердое покрытие-мягкая подложка во многих трибологических ситуациях редко вызвано обычным износом, а разрушением покрытия (когезионное разрушение) или отслоением покрытия от подложки (адгезионное разрушение). 60 Практическая адгезия покрытия к подложке зависит от фундаментальной адгезии (т. е. химических связей на границе раздела) и множества других факторов, таких как напряжения в покрытии, толщина и механические свойства покрытия, а также механические свойства подложка. Поскольку процесс низкотемпературного PVD обычно не связан с явлениями диффузии и химическими реакциями, адгезия между подложкой и твердым слоем слабая. Чтобы способствовать образованию прочных химических связей на границе раздела покрытие-подложка, современные процессы PVD предполагают тщательные и дорогостоящие операции очистки, которые удаляют загрязнения с поверхности подложки, тем самым повышая реакционную способность поверхности.

На сегодняшний день имеется очень мало открытых литературных отчетов, касающихся исследования опорных поверхностей суставов с покрытием TiN, которые были восстановлены после хирургической ревизии. Данные In vivo об износостойкости покрытий TiN также очень ограничены. Несмотря на случайные клинические и симуляторные доказательства долговечности бедренных компонентов с покрытием TiN, 61–63 , большинство доступных наблюдений за извлечением и результаты моделирования суставов показывают, что прорыв покрытия и отслоение (нарушение адгезии) пленок PVD TiN может произойти в тела, тем самым снижая износостойкость имплантата ( Рисунок 11 ). 57,64–68

Рис. 11. СЭМ-микрофотографии головки бедренной кости с покрытием TiN после AEPVD после 2 миллионов циклов артикуляции со вставкой с покрытием TiN в симуляторе тазобедренного сустава. Отслоение покрытия хорошо видно.

Воспроизведено из Fisher, J.; Ху, XQ; Стюарт, Т. Д.; и др. . Дж. Матер. науч. Матер. Мед . 2004 , 15 , 225–235, с разрешения Springer.

Преждевременное отслоение покрытия в областях, где поверхность с покрытием подвергается механическому износу, является преобладающим и наиболее опасным видом отказа, поскольку отслаивание твердого покрытия может привести к усилению износа.Подлежащая (более мягкая) подложка обнажается, и частичное отслоение покрытия также приводит к шероховатости поверхности, что увеличивает скорость износа материала-двойника. Кроме того, чешуйки твердого покрытия могут работать как абразивные частицы на поверхностях, находящихся в трибологическом контакте.

Высокие остаточные напряжения, связанные с керамическим PVD-покрытием на металлических подложках 69 , могут быть одной из причин разрушения слоя TiN. Напряжение растяжения в покрытии вызывает образование микротрещин по толщине, а напряжение сжатия способствует распространению микротрещин вдоль границы раздела.Испытание на царапание показало, что покрытия TiN толщиной 1,2–1,7 мкм, нанесенные на подложки из титанового сплава с помощью электродугового ионного покрытия (AIP), подвержены локальному разрушению адгезии. 70 Кроме того, износостойкость слоя TiN, как при истирании, так и при адгезии, сильно ухудшается из-за наличия дефектов покрытия, таких как точечные отверстия и внедренные микрочастицы ( Рисунок 12 ). 50,71 Эти дефекты обычно образуются из-за осаждения капель в процессе нанесения покрытия и последующего их удаления или выравнивания полировкой после нанесения покрытия.

Рис. 12. СЭМ-микрофотография сплава Co–Cr с покрытием AEPVD TiN, демонстрирующая дефекты покрытия – точечные отверстия (темные) и внедренные микрочастицы (белые).

Воспроизведено из Fisher, J.; Ху, XQ; Стюарт, Т. Д.; и др. . Дж. Матер. науч. Матер. Мед . 2004 , 15 , 225–235, с разрешения Springer.

При синергическом воздействии коррозии и износа как точечные отверстия, так и предшествующие механические повреждения (вызванные, например, абразивным воздействием третьего тела in vivo ) делают поверхности имплантатов с покрытием TiN более уязвимыми для последующей коррозии.В этих дефектах гальваническая коррозия между относительно пассивным покрытием и относительно активной небольшой открытой поверхностью подложки может привести к образованию пузырей и локальной потере покрытия TiN (, рис. 13(a) ). 70,71 На рис. 13(b) схематически показано, как дефекты покрытия постепенно приводят к отслоению покрытия.

Рис. 13. (а) Коррозионное повреждение титанового сплава с покрытием TiN (путем дугового ионного покрытия) с предварительным повреждением после циклической поляризации в 0.89% NaCl при 37 °C: вздутие с сопутствующими трещинами из-за снятия остаточного напряжения сжатия в покрытии TiN.

Воспроизведено из Komotori, J.; Ли, Би Джей; Донг, Х .; Dearnley, P. A. Wear 2001 , 251 , 1239–1249, с разрешения Elsevier. (б) Схема влияния точечных отверстий на отслоение покрытия в коррозионных условиях: А – небольшая коррозионная язва, образовавшаяся под покрытием; Б – отслоение покрытия, вызванное коррозией на границе раздела; В – образование круглого волдыря и выделение продуктов коррозии.Воспроизведено из Lappalainen, R.; Сантавирта, С. С. Clin. Ортоп. Относ. Рез . 2005 , 430 , 72–79, с разрешения Lippincott Williams & Уилкинс.

Ускоренная коррозия подложки на микродефектах, присутствующих в PVD-покрытии TiN, наблюдалась как для подложек из сплава Ti, так и для подложек из CoCr. 70,72 Предполагается, что процессу локальной потери слоя TiN способствует релаксация остаточных напряжений в покрытии.

Неоптимальная износостойкость шарнирных имплантатов с PVD-покрытием из TiN также объясняется низкой твердостью подложки непосредственно под тонкой пленкой из твердого нитрида и резким переходом твердости и модуля упругости на границе раздела PVD-покрытие-подложка. 73 Внезапное изменение свойств связано с тем, что при низкой температуре процесса нанесения покрытия методом PVD происходит небольшая диффузия или ее отсутствие через границу раздела пленка-подложка и, следовательно, отсутствие подповерхностного упрочнения. Когда нагрузка прикладывается к твердой пленке TiN PVD на относительно мягкой металлической подложке, пластическая деформация всегда инициируется в материале подложки на границе раздела покрытие-подложка. Податливая подложка не может поддерживать покрытие, в то время как твердая пленка TiN не способна выдерживать деформацию, поэтому покрытие трескается, как скорлупа вареного яйца, и вызывает катастрофический износ третьих тел. 74 Это обычно происходит при точечной контактной нагрузке, вызванной частицами мусора между сочленяющимися поверхностями, или при контакте с твердыми компонентами, такими как обод металлической оболочки чашки, или в области точечного контакта при тотальном эндопротезировании коленного сустава. (ТКА). «Эффект яичной скорлупы» более выражен для более мягких подложек, например, сплава титана. Разрушение пленок TiN методом EB-PVD (Tecvac Ltd, Кембридж) на подложках Ti6Al4V после испытаний на циклическую нагрузку 58 демонстрирует необходимость создания подложек с улучшенными характеристиками несущей способности.

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка браузера на прием файлов cookie

Существует множество причин, по которым файл cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее распространенные причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки браузера, чтобы принять файлы cookie, или спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.
    Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файл cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Попробуйте другой браузер, если вы подозреваете это.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г.,
    браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы это исправить, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.
    Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Предоставить доступ без файлов cookie
потребует от сайта создания нового сеанса для каждой посещаемой вами страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в файле cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт
не может определить ваше имя электронной почты, если вы не решите ввести его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступ к
остальной части вашего компьютера, и только сайт, создавший файл cookie, может его прочитать.

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка браузера на прием файлов cookie

Существует множество причин, по которым файл cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее распространенные причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки браузера, чтобы принять файлы cookie, или спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.
    Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файл cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Попробуйте другой браузер, если вы подозреваете это.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г.,
    браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы это исправить, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.
    Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Предоставить доступ без файлов cookie
потребует от сайта создания нового сеанса для каждой посещаемой вами страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в файле cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт
не может определить ваше имя электронной почты, если вы не решите ввести его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступ к
остальной части вашего компьютера, и только сайт, создавший файл cookie, может его прочитать.

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка браузера на прием файлов cookie

Существует множество причин, по которым файл cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее распространенные причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки браузера, чтобы принять файлы cookie, или спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.
    Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файл cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Попробуйте другой браузер, если вы подозреваете это.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г.,
    браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы это исправить, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.
    Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Предоставить доступ без файлов cookie
потребует от сайта создания нового сеанса для каждой посещаемой вами страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в файле cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт
не может определить ваше имя электронной почты, если вы не решите ввести его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступ к
остальной части вашего компьютера, и только сайт, создавший файл cookie, может его прочитать.

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка браузера на прием файлов cookie

Существует множество причин, по которым файл cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее распространенные причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки браузера, чтобы принять файлы cookie, или спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.
    Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файл cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Попробуйте другой браузер, если вы подозреваете это.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г.,
    браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы это исправить, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.
    Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Предоставить доступ без файлов cookie
потребует от сайта создания нового сеанса для каждой посещаемой вами страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в файле cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт
не может определить ваше имя электронной почты, если вы не решите ввести его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступ к
остальной части вашего компьютера, и только сайт, создавший файл cookie, может его прочитать.

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка браузера на прием файлов cookie

Существует множество причин, по которым файл cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее распространенные причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки браузера, чтобы принять файлы cookie, или спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.
    Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файл cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Попробуйте другой браузер, если вы подозреваете это.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г.,
    браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы это исправить, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.
    Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Предоставить доступ без файлов cookie
потребует от сайта создания нового сеанса для каждой посещаемой вами страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в файле cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

*

*

*