Склад і структура кальцій-фосфатних покриттів на Ti3AlC2, отриманих золь-гель синтезом

Анотація

Кальцій-фосфатні матеріали протягом багатьох років широко використовуються в медичній практиці. Їхніми основними перевагами є висока біоактивність та інтеграція з твердими тканинами людини та тварин. Кальцій-фосфатні біоматеріали виготовляють у вигляді щільної кераміки різної форми та розмірів, цементів, порошків та голкоподібних кристалів ("вуса"). Незважаючи на високі механічні характеристики (твердість, компресійна міцність), кальцій-фосфатні кераміки переважно використовуються в ортопедії та стоматології переважно як наповнювачі  дефектів кісток, утворених внаслідок травм, зламів або захворювань. Висока крихкість та низька тріщиностійкість кальцій-фосфатних біоматеріалів, нажаль, не дозволяють використовувати їх для заміщення кісток які мають високі механічні навантаження (наприклад заміна вдавлених зубів, операції на тазостегновому суглобі). Для вирішення таких завдань використовують металеві імпланти. Серед них найбільшого застосування набули  сплави на основі Ti через його високі механічні характеристики, біосумісність, високу корозійну стійкість. Останнім часом в літературі з'явились дані про застосування МАХ фаз для медичних матеріалів. Проведено дослідження можливості ущільнення кераміки гідроксилапатиту завдяки створенню композиту на основі Ti₃SiC₂.

В даній роботі вперше отримано кальцій-фосфатні покриття на Ti₃AlC₂ підкладці методом золь-гелю.  Досліджено вплив хімічного складу реактивів, часу нанесення покриття, температури синтезу на склад та структуру покриттів. Рентгеноструктурними дослідженнями показано, що покриття складаються з частинок розмірами 0.1-1 мкм. Основними кальцій-фосфатними фазами, з яких складаються покриття  є CaHPO₄ та b-Ca₃(PO₄)₂. Встановлено, що товщина та фазовий склад покриттів залежать від часу нанесення покриття у кальцій-фосфатному розчині. Встановлено оптимальні умови формування покриттів.