Характерні особливості селективного розчинення маґнійового стопу NZ30K у розчині Рінґера–Локка
В. Л. Грешта$^{1}$, О. Є. Нарівський$^{2}$, А. В. Джус$^{1}$
$^{1}$Національний університет "Запорізька політехніка", вул. Університетська, 64, 69011 Запоріжжя, Україна
$^{2}$ТОВ "УКРСПЕЦМАШ", вул. Гагаріна, 7, 71100 Бердянськ, Україна
Отримано: 13.08.2025; остаточний варіант - 12.11.2025. Завантажити: PDF
В статті досліджували характерні особливості селективного розчинення маґнійового стопу NZ30K у розчині Рінґера–Локка. Встановлено, що він піддався піттінґовій корозії. Металографічною аналізою із застосуванням растрового електронного мікроскопу встановлено, що поверхня піттінґів мала розвинутий мікрорельєф, притаманний селективному розчиненню криць і стопів. Характерні особливості селективного розчинення компонентів стопу в піттінґах досліджували, використовуючи розраховані коефіцієнти селективного розчинення цинку ZZn, цирконію ZZr і неодиму ZNd. Вважали, що, якщо ці коефіцієнти менші за одиницю, то основний компонент стопу Маґній інтенсивніше розчинявся, ніж конкретний леґувальний елемент в парі з Маґнієм. А якщо коефіцієнти ZZn, Zr, Nd >1, то навпаки. Встановлено, що на бічній поверхні піттінґа інтенсивність селективного розчинення металів зростала у такій послідовності: Zr, Mg, Nd, Zn; Zr, Nd, Mg, Zn або Mg, Zr, Nd, Zn. За таких умов поверхня піттінґа збагачувалася Цирконієм або Маґнієм і збіднювалася Mg, Nd, Zn або Zr, Nd, Zn. Це сприяло твердофазній дифузії атомів Цирконію в об’єм стопу, а Маґнію, Неодиму та Цинку — в протилежному напрямку у першому випадку, та атомів Маґнію в об’єм стопу, а Zr, Nd і Zn — в протилежному напрямку в другому. Показано, що процеси твердофазної дифузії компонентів стопу підтримували анодне розчинення металів у піттінґах, яке забезпечувалося катодними реакціям відновлення Оксиґену в їхньому околі та Гідроґену на їхній поверхні, який утворювався внаслідок гідратації продуктів корозії. З’ясовано, що за таких умов вміст Маґнію на бічній поверхні стопу NZ30K понизився з 95,67 до 71,84…82,57 мас.%, і вона покрилася пасивною плівкою з вмістом Оксиґену від 10,02 до 17,18 мас.%. Встановлено, що на дні піттінґа інтенсивність селективного розчинення металів зростала у такій послідовності: Mg, Zn, Nd, Zr. За таких умов поверхня піттінґа тут збагачувалася Маґнієм і збіднювалася Zn, Nd, Zr. Це сприяло твердофазній дифузії атомів Маґнію в об’єм стопу, а Zn, Nd і Zr — до поверхні піттінґа. Це підтримувало анодні процеси, які забезпечувалися катодними реакціями відновлення водню на їхній поверхні. Виявлено, що на поверхні піттінґа тут зменшився вміст Оксиґену до 1,92…7,8 мас.%. Це показало, що на бічній поверхні піттінґа пасивна плівка щільніша, ніж на його дні. Доведено, що піттінґи на поверхні стопу NZ30K репасивувалися, а отже, його можна розглядати як конструкційний матеріял для виробництва біорозкладних імплантів.
Ключові слова: піттінґова корозія, стоп NZ30K, розчин Рінґера–Локка, селективне розчинення металів у піттінґах на стопі NZ30K, біорозкладний імплант зі стопу NZ30K.
URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v48/i09/0985.html
PACS: 68.37.Hk, 68.47.Gh, 81.05.Ni, 81.40.Cd, 81.65.Kn, 81.65.Rv, 82.45.Bb