КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

---

Номер проекта 23-23-10041

НазваниеВыявление факторов, влияющих на коррозионные свойства биорезорбируемых магниевых сплавов с использованием In-situ методов исследования

Руководитель Мягких Павел Николаевич, Кандидат технических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тольяттинский государственный университет" , Самарская обл

Конкурс №76 - Конкурс 2023 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами» (региональный конкурс)

Область знания, основной код классификатора 03 - Химия и науки о материалах; 03-402 - Электрохимия и коррозия металлов

Ключевые слова магниевые сплавы, биорезорбируемые материалы, коррозия, in-situ исследование, фазовый состав, электрохимическая коррозия

Код ГРНТИ29.19.00

---

 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

---

Аннотация
Перспективное в последние годы направление применения магниевых сплавов – изготовление саморастворяющихся костных хирургических имплантатов. Сплавы на основе магния обладают не только высокой удельной прочностью и модулем Юнга, близкому к костному, но способностью растворяться в теле человека без вреда для его здоровья. Эта особенность позволяет обойтись без повторной операции по извлечению имплантата, что делает магний более привлекательным материалом в данном приложении, чем титановые сплавы и нержавеющие стали. Российская Федерация занимает второе место в мире по объемам добычи магния, однако в плане производства биорезорбируемых имплантатов она пока имеет позицию отстающего, довольствуясь закупками медицинских изделий из магния за рубежом. Это делает проблему производства биорезорбируемых магниевых сплавов важной для отечественной науки и промышленности. Одной из задач, поставленных для достижения этой цели является придание сплавам необходимых коррозионных свойств: скорости и типа коррозии. Для создания такого материала и технологии его обработки необходимо четкое понимание влияния таких факторов, как кристаллографическая ориентация зерен и характер распределения частиц включений и вторичных фаз. Точно известно, что эти факторы определяют основные особенности коррозии магниевых сплавов, однако, как именно они влияют на сам механизм этого процесса, его кинетику и стадийность, на данный момент изучено недостаточно. В данном проекте предлагается изучить влияние на коррозию всех вышеперечисленных факторов путем проведения коррозионных испытаний с применением in-situ методов исследования, таких как видеомониторинг поверхности образца и определение скорости коррозии по выходу водорода, что позволит выявить кинетику и стадийность коррозионных процессов. Перед коррозионными испытаниями планируется при помощи метода дифракции обратно-отраженных электронов (EBSD) определить кристаллографическую ориентацию зерен, а также посредством энергодисперсионной спектрометрии (ЭДС) составить карту распределения химических элементов на поверхности, демонстрирующую наличие и расположение частиц вторичных фаз. При коррозионных испытаниях образец располагается так, чтобы предварительно отсканированный при помощи EBSD и ЭДС участок попадал в поле обзора цифрового микроскопа, ведущего съемку коррозионных процессов на поверхности. После коррозионного испытания планируется изучать поверхность на конфокальном лазерном сканирующем микроскопе (КЛСМ). Полученная с его помощью 3D-модель поверхности будет отражать глубину и характер коррозионных повреждений. Совместив результаты EBSD-анализа, ЭДС, in-situ видеосъемки и КЛСМ можно установить влияние кристаллографии и частиц вторичных фаз на развитие коррозионных повреждений на поверхности. В качестве материалов планируется взять отечественные аналоги сплава WE43, использующегося для коммерческого изготовления биорезорбируемых магниевых имплантатов. Таковыми в первую очередь являются сплавы системы Mg-Zn-Ca. Для выявления наиболее перспективной технологии их обработки (термической, механической или термомеханической) один и тот же сплав планируется исследовать в нескольких состояниях, например, в литом, закаленном, прокатанном, экструдированном, после всесторонней изотермической ковки и т.д. Прецизионное исследование микроструктуры будет выполняться на сканирующем электронном микроскопе Zeiss Sigma, оборудованным аналитическими модулями для EBSD-анализа и ЭДС. Рентгенофазовый анализ материалов и продуктов коррозии предполагается проводить при помощи дифрактометра Shimadzu Maxima XRD-7000. Для снятия 3D-модели поверхности образцов будет использоваться КЛСМ Olympus Lext OLS400. Вырезку образцов планируется осуществлять на электроискровом станке с ЧПУ Sodick AG400L LN2W. Научная новизна проекта состоит в получении знаний о влиянии кристаллографии и частиц вторичных фаз, а также видов обработки на коррозионные процессы магниевых сплавов

---

 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

---