Вести из лабораторий

Плазменные покрытия

В Институте металлургии РАН разработан метод плазменного нанесения пористых металлических и керамических покрытий, имеющих заданную микроструктуру и толщину до 10 мм.

Покрытия из никеля, хрома и других металлов и сплавов, наносимые химическим и электорхимическим методами, давно используют для защиты изделий от коррозии. Поэтому всегда старались сделать их сплошными и блестящими; сейчас же часто требуется создавать пористые покрытия, имеющие сложную микроструктуру, например, для изготовления эндопротезов, которые должны прочно срастаться с костной тканью.

Металл можно наносить на изделия не только электрохимическим и химическим методами, но и методом плазменного напыления; этим способом удается напылять и керамику (см. "Вести из лабораторий", 1998, N 7). Однако струя высокотемпературной плазмы либо создает непрочное пористое покрытие из затвердевших, незначительно деформированных капелек расплава, либо расплюшивает эти капельки, создавая на поверхности изделия прочный, но сплошной слой .( фото 1)
Особым образом организовав плазменный поток (это "секрет фирмы"!), сотрудники Института металлургии РАН добились того, что расплавленные частицы стали ложиться на поверхность в виде регулярно чередующихся гребней и впадин (фото 2). Если такая структура (изготовленная, например, из титана) формируется на поверхности андопротеза, предназначенного для сращивания переломов, то новорожденная костная ткань прорастает во все впадины, обеспечивая прочное сцепление с поверхностью.

Замечательная особенность метода заключается в том, что его можно успешно использовать не только в медицине. Например, с его помощью удается создавать эффективные катализаторы дожигания выхлопных газов автомобилей, потому что пористые покрытия обладают большой удельной поверхностью. Пористые покрытия, нанесенные на поверхность теплообменников, увеличивают коэффициент теплопередачи, а пористые керамические покрытия служат надежной защитой от теплопотерь.

Подготовил В.Батраков