Функциональные покрытия на основе алмазоподобного углерода и композита карбид переходного металла – аморфная матрица

Функциональные покрытия на основе алмазоподобного углерода и композита карбид переходного металла  аморфная матрица

А.П. Рубштейн, А.Б. Владимиров, С.А. Плотников, А.Б. Ринкевич

Институт физики металлов имени М.Н. Михеева УрО РАН, Екатеринбург

 

В ИФМ УрО РАН разработаны перспективные покрытия для модификации поверхности изделий, работающих в экстремальных условиях (повышенные скорости, риск коррозии и эрозии, агрессивная биологическая среда). Высокая износо-, эрозионная и коррозионная стойкость покрытий достигнута путем вариации способа осаждения алмазоподобного углерода и состава металлической мишени (Ti, Cr-Al). Многослойное покрытие с алмазоподобным углеродом на дентальных имплантатах способствует нормальному функционированию окружающей костной ткани, снижает риск их отторжения. Получено разрешение Минздрава на производство имплантатов с разработанным покрытием. Внедрение их в стоматологии уменьшит зависимость от импортных поставок. Лицензионный договор находится на стадии согласования в Роспатенте.  

 

 

Рис. 1. Следы фрикционного износа с соответствующими профилями для (а) однослойного Cr–Al–C покрытия, (б) многослойного [Cr–Al–C)/a-C]20, где а-С алмазоподобный углерод. Условия испытаний: контр тело стальной шарик, нагрузка 2Н, скорость скольжения 40 мм/с. 

 

Область применения: Разработанные покрытия могут быть использованы на предприятиях машиностроительной и нефтегазовой отрасли для повышения качества и ресурса работы металлообрабатывающего инструмента и запорной арматуры. Имплантаты с покрытием из алмазоподобного углерода перспективны для применения в стоматологии и ортопедии.

 

  1. Structure, wear and corrosion behaviours of Cr–Al–C and multilayer [Cr–Al–C/a-C]n coatings fabricated by physical vapour deposition and plasma-assisted chemical vapour deposition techniques / A.P. Rubshtein, K. Gao, A.B. Vladimirov, S.A. Plotnikov, B. Zhang, J. Zhang // Surface and Coatings Technology. — 2019. — V. 377. — P. 124912—124920.

  2. Многослойное износостойкое покрытие на стальной подложке, патент № 2674795 / А.П. Рубштейн, А.Б. Владимиров, С.А. Плотников, В.А. Югов; 13.12.2018.

  3. Способ нанесения твердых износостойких наноструктурных покрытий из аморфного алмазоподобного углерода, патент № 2656312 / А.П. Рубштейн, А.Б. Владимиров, С.А. Плотников, А.Б. Ринкевич; 04.06.2018.

  4. Способ изготовления внутрикостного стоматологического имплантата с углеродным нанопокрытием, патент № 2571559, А.П. Рубштейн, А.Б. Владимиров, С.А. Плотников, С.С. Пушкарь; 20.12.2015.

  5. Nanowear of Multilayer [(TiCx/Ti/C)÷a-C]n Coatings / A.P. Rubshtein, A.B. Vladimirov, S.A. Plotnikov // Sol. Stat. Phenomena. — 2018. — V. 279. — P. 153—159.

  6. Wear-resistance of nanostructured coatings based on diamond-like carbon and compounds of titanium with carbon / S.A. Plotnikov, A.B. Vladimirov, A.B. Rinkevich, A.P. Rubshtein, J. Zhang, V.A. Zavalishin, N.A. Sokolkina // Journal of Physics: Conference Series. — 2017. — V. 857. — P. 12034—12037.

  7. The composition, structure and surface properties of the titanium-carbon coatings prepared by PVD technique / A.P. Rubshtein, A.B. Vladimirov, Yu.V. Korkh, Yu.S. Ponosov, S.A. Plotnikov // Surface and Coatings Technology. — 2017. — V. 309. — P. 680—686.

  8. Покрытия с алмазоподобным углеродом – материал для ортопедических и дентальных имплантатов / А.П. Рубштейн, А.Б. Владимиров, А.А. Ганжа, С.В. Гюльназарова, С.С. Пушкарь // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. — 2018. — № 6. — P. 43—47.

 

Научно-популярное эссе