Формування функціональних та біосумісних композиційних покриттів на сплавах титану і заліза, зміцнених вуглецевими нанотрубками та елементами втілення, за умов екстремальних енергетичних впливів

Вперше розвинуто наукові основи принципово нового способу формування біосумісних (із сплавами титану) покриттів з вуглецевими нанотрубками (ВНТ) на полікристалічних шарах окису кремнію з нікелевими та залізними каталітичними центрами, які отримані методом CVD для імплантатів, протезів опорно-рушійного апарату людини та медичних інструментів. Вперше була запропонована модель фізико-хімічних процесів формування композиційних покриттів при лазерному опромінюванні підкладок з ВНТ з попередньо нанесеним шаром порошку гідроксиапатиту.

Із використанням методів електроіскрового (ЕІЛ) та лазерного (ЛЛ) легування запропоновано створення покриттів на сплавах заліза різного функціонального призначення з підвищеними фізико-механічними властивостями. При застосуванні нових технологічних прийомів ЕІЛ та ЛЛ з використанням насичувальних середовищ комплексного складу (за рахунок дворазової зміни насичувальної атмосфери під час ЕІЛ та додавання порошкоподібних карбідів Cr3C2, TiC, ZrC, графіту у рідинне середовище та з використанням під час ЛЛ порошкоподібних (ТіС, TiN) та пастоподібних вуглецевміщуючих обмазок) встановлена можливість збільшення поверхневої твердості сплавів заліза до 4 – 10 ГПа та підвищення рівня зносостійкості у 4 – 8 разів внаслідок додаткового збагачення поверхні карбідами, нітридами та карбонітридами. Розвинуто методи розрахунку розподілу температури в приповерхневому шарі сплавів заліза та його зміну з часом в процесі ЛЛ. Запропоновано механізм зміцнення матеріалу в зоні лазерної дії за наявності обмазок.