Труды КНЦ (Технические науки вып.1/2025(16))

Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2025. Т. 16, № 1. С. 167-172. Transactions of the Kola Science Centre of RA s . Series: Engineering Sciences. 2025. Vol. 16, No. 1. P. 167-172. Funding: The work was carried out within the framework of financing the state task of the Federal State Budgetary Educational Institution of the Institute of Chemistry of the Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences, the topic FWFN-2022-0001. For citation: Belobeletskaya M. V., Steblevskaya N. I., Medkov M. A. Coatings on a titanium substrate obtained using the extraction-pyrolytic method // Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2025. Vol. 16, No. 1. P. 167-172. doi:10.37614/2949-1215.2025.16.1.030. Введение Выбор метода синтеза тонкопленочного покрытия зачастую является определяющим в получении конкретного функционального материала [1-3]. Благодаря своей исключительной коррозионной стойкости, высокой механической прочности и биосовместимости титановые сплавы находят широкое применение в качестве ортопедических или стоматологических имплантатов в медицине, в катализе и в других областях [1-2]. Нанесение модифицирующих слоев определенного состава приводит к улучшению или расширению полезных свойств покрытий. Метод плазменно-электролитического оксидирования (ПЭО) позволяет контролировать формирование плотных и высокоадгезивных керамических покрытий на поверхности титановых сплавов, однако в последнее время было показано, что совместное применение ПЭО - и ЭП -методов открывает новые возможности для успешного формирования многослойных композитов «металл/ПЭО-покрытие/ЭП-слой» или «металл/ ЭП-слой/ПЭО-покрытие» с внешней частью нужного химического состава и тем самым с модифицированными функциональными свойствами: магнитными, люминесцентными и биомедицинскими [4-5]. Целью данной работы являлось формирование на титановой подложке люминесцирующих покрытий из неорганических соединений европия и тантала, исследование их строения и свойств. Результаты В данной работе предполагалось, применяя ЭП-метод, получить композиты, содержащие политанталаты европия, поэтому использовали насыщенные экстракты как европия (экстрагировался бензольным раствором АА в присутствии 1,10-фенантролина (ФЕН) в соотношении Eu:ФЕН:АА = 1:2:10), так и тантала (экстрагент — бензольный раствор 0,04 моль/л триалкилбензиламмонийсульфата). Для получения покрытий насыщенные экстракты металлов предварительно смешивали в пропорции Eu:Ta = 1:7. Использовали два вида ПЭО-покрытий, сформированных на титановой основе в гальваностатическом режиме при плотности постоянного тока 0,05 А/см 2 в водном электролите, содержащем 17,4 г/л Zr(SO4)2-4H2O, а также в электролите 2PBW (50г/л Na 3 PO 4 • 1 2 H 2 O + 26г/л Na2B4O7 • 1 0 H 2 O + 4г/л Na2WO4 • 2 H 2 O). Обычно поверхности, обработанные методом ПЭО, имеют грубую текстуру и характеризуются микропорами, напоминающими горы или вулканы (рис. 1, а). После нанесения экстракта и отжига при 600 °С на поверхности базовых ПЭО-покрытий на титане образуется дополнительный слой. На рис. 1, для примера, приведена морфология поверхности сформированной 2PBW-электролитом. Образовавшийся после однократного нанесения экстракта слой не равномерно сплошной, а состоит из отдельных сплошных участков, разделяющих их впадин и округлых пор (рис. 1, б ). После трехкратного нанесения пасты экстракта на базовую подложку (титановая подложка после ПЭО-процесса) и отжига при 600 °С морфология поверхности меняется: площадь участков со сплошным слоем модифицирующего покрытия увеличивается, а количество пор сокращается (рис. 1, в). После трехкратного нанесения модифицирующего слоя и отжига при 900 °С образуется более ровное сплошное покрытие (рис. 1, г). Фазовый состав покрытий после однократного и трехкратного нанесения экстрактов, как видно из данных рентгенографического исследования (рис. 2), отличается друг от друга. © Белобелецкая М. В., Стеблевская Н. И., Медков М. А., 2025 168