2 Київська медична академія післядипломної освіти ім. П.Л. Шупика 04112, Київ, вул. Дорогожицька, 9ЗМІНА МОРФОЛОГІЇ ТА ХІМІЧНОГО СКЛАДУ ПОВЕРХНІ СПЛАВУ ВТ-6 ПРИ ОПРОМІНЕННІ Nd:YAG ЛАЗЕРОМ У РІЗНИХ CЕРЕДОВИЩАХ У роботі досліджено вплив імпульсного лазерного опромінення (Nd:YAG) при різній густині енергії (48-160 Дж/см 2 ) на повітрі та в інертному середовищі (Ar) на фізико-хімічний стан поверхні біосумісного титанового сплаву ВТ-6. Встановлено утворення різних видів поверхневих структур, зокрема, нерезонансно-періодичні структури, зони з комірчастою структурою та періодичний кільцевий рельєф залежно від режиму та середовища обробки. Хімічний склад поверхні сплаву ВТ-6 після лазерного впливу на повітрі показав підвищення вмісту кисню. Ключові слова: лазерна обробка, морфологія поверхні, хімічний склад, поверхнево-періодичні структури.
ВступОстанніми роками широко застосовується лазерна обробка (ЛО) поверхні металевих матеріалів медичного призначення [1]. Аналіз робіт як вітчизняних, так і закордонних вчених [2-5] у даному напрямку свідчить про перспективність використання лазерного опромінення для модифікації поверхневих шарів матеріалів, зокрема титанових імплантатів.Основними вимогами до імплантатів є надійність і тривалість роботи з достатнім запасом міцності і мінімальний вплив імплантата та продуктів його розпаду на навколишні тканини й організм у цілому.Сплави (α+β) титану порівняно з іншими матеріалами, що використовуються для виготовлення медичних імплантатів, мають кращий комплекс фізико-хімічних і механічних властивостей, зокрема, значну механічну міцність, високу корозійну стійкість (завдяки утворенню пасивуючого оксидного шару), відносно малу питому вагу, низьку теплопровідність, високу біосумісність та біоінертність, практично відсутність ток-сичності.Поверхневі шари металевих сплавів при дії лазерного випромінювання піддаються різкому термічному циклу «нагрівання-охолодження» зі швидкостями 10 5 -10 6 °С/с і вище, що обумовлює протікання в них різних фізико-хімічних процесів, пов'язаних зі зміною морфології поверхні, перекристалізацією, структурнофазовими перетвореннями, змінами пружно-деформованого стану, перерозподілом легуючих елементів.Мета даної роботидослідити зміну морфології та хімічного складу поверхні сплаву ВТ-6 після лазерного опромінення з різною густиною енергії в інертному середовищі та на повітрі.
Методика експериментуЛазерна обробка проводилася на промисловій установці «Квант-12» з імпульсним твердотільним лазером Nd:YAG при наступних параметрах: довжина хвилі випромінювання λ = 1,06 мкм, енергія в імпульсі Е = 0,4233 Дж, тривалість імпульсу τ i = 4,2 мс та гаусівський розподіл