Формирование функциональных и биосовместимых композиционных покрытий на сплавах титана и железа, упрочненных углеродными нанотрубками и элементами внедрения, в условиях экстремальных энергетических влияний

Впервые развито научные основы принципиально нового способа формирования биосовместимых (со сплавами титана) покрытий с углеродными нанотрубками (УНТ) на поликристаллических слоях окиси кремния с никелевыми и железными каталитическими центрами, полученные методом CVD для имплантатов, протезов опорно-двигательного аппарата человека и медицинских инструментов. Впервые была предложена модель физико-химических процессов формирования композиционных покрытий при лазерном облучении подложек с УНТ с предварительно нанесенным слоем порошка гидроксиапатита.

С использованием методов электроискрового (ЭИЛ) и лазерного (ЛЛ) легирования предложено создание покрытий на сплавах железа различного функционального назначения с повышенными физико-механическими свойствами. При применении новых технологических приемов ЭИЛ и ЛЛ с использованием насыщающих сред комплексного состава (за счет двукратного изменения насыщающей атмосферы при ЭИЛ и добавления порошкообразных карбидов Cr3C2, TiC, ZrC, графита в жидкостную среду и с использованием при ЛЛ порошкообразных (ТiС, TiN) и пастообразных углеродосодержащих обмазок) установлена возможность увеличения поверхностной твердости сплавов железа до 4 - 10 ГПа и повышения уровня износостойкости в 4 - 8 раз вследствие дополнительного обогащения поверхности карбидами, нитридами и карбонитридами. Развиты методы расчета распределения температуры в приповерхностном слое сплавов железа и его изменение с течением времени в процессе ЛЛ. Предложен механизм упрочнения материала в зоне лазерного воздействия при наличии обмазок.