Свойства нитрида алюминия как защитного покрытия на биоинженерных материалах

Abstract

Исследовано электрохимическое поведение и смачиваемость поверхности покрытий из нитрида алюминия (AlNх) в физиологическом растворе. Показано, что покрытия повышают биоинертность металлических имплантационных материалов в результате снижения поверхностной энергии (увеличения угла смачивания). Коррозионно-защитные свойства покрытий, полученных вакуумно-дуговым методом, зависят от материала подложки и давления азота при синтезе AlNх. Увеличение давления выше 6⋅10⁻⁴…10⋅10⁻⁴ Торр может привести к росту внутренних напряжений в системе подложка – покрытие и усилению ее электрохимической активности. Снижение напряжений вследствие формирования многослойной структуры покрытия улучшает его биоинертность.

Досліджено електрохімічну поведінку і змочуваність поверхні покриттів з нітриду алюмінія (AlNх) в фізиологічному розчині. Показано, що покриття підвищують біоінертність металевих імплантаційних матеріалів за рахунок зниження поверхневої енергії (збільшення кута змочування). Корозійно – захисні властивості покриттів, виготовлених вакуумно-дуговим методом, залежать від матеріалу основи і тиску азота при нанесенні AlNх. Збільшення тиску вище 6⋅10⁻⁴…10⋅10⁻⁴ Торр може привести до зростання внутрішніх напруг в системі основа – покриття та її електрохімічної активізації. Зниження напруг за рахунок формування багатошарової структури покриття покращує його біоінертність.

The electrochemical behavior and wettability of aluminium nitride (AlNх) coating surface contacted with physiological solution are investigated. It is shown that the coating improves bioinertness of the metal implantation materials owing to reducing the surface energy (increasing of the wetting edge angle). The vacuum-arc deposition method is applied to form the protective coatings on the metal implantation materials. Corrosion-protective properties of the coatings are shown to depend upon the AlNх synthesis conditions. Increase of nitrogen pressure above 6⋅10⁻⁴… 10⋅10⁻⁴ Tor may gives rise to increase of the intrinsic stresses in the substrate – coating composition and thus to growth of its electrochemical activity. Multilayer compositions are shown to be more bioinert due to its reduced stresses level.