| Название НИОКТР |
Научно-технологические основы создания «умных» покрытий с пространственно-распределённой функциональностью для изделий технического и биомедицинского назначения из магниевых сплавов: новые гибридные и комбинированные технологии на основе плазменно-электролитического оксидирования
|
| Аннотация |
Развитие технологий цветных сплавов, аддитивных технологий и других способов сложного формования деталей открыло новые возможности производства узлов и агрегатов различной техники. Одним из мощных «драйверов» развития материаловедения и технологий материалов стало открытие в 2001 году магниевых сплавов с упрочняющей длиннопериодической упорядоченной фазой (long-period stacking-ordered phase – LPSO-фазой), которые кратно превосходят по своим механическим свойствам промышленные литейные и деформируемые магниевые сплавы, а также многие алюминиевые и титановые сплавы. Однако выдающиеся прочностные характеристики таких сплавов сопровождаются низкой коррозионной прочностью, а также неоднозначными данными по усталостной прочности, что указывает на острую необходимость разработки методов защиты и инженерии поверхности изделий из этих сплавов. Существенный прогресс также наблюдается в области разработки и объемной термомеханической обработки биорезорбируемых Mg-Zn-Ca сплавов, которые остро нуждаются в поверхностной защите для обеспечения требуемой надежности в биомедицинских приложениях. Прогрессивной технологией поверхностной обработки Mg-сплавов является плазменно-электролитическое (или микродуговое) оксидирование (ПЭО или МДО), позволяющее кратно повышать износостойкость и коррозионную стойкость материала за счет формирования поверхностного керамического оксидного слоя, определяющего как техническое, так и биомедицинское поведение изделия при эксплуатации. Однако ПЭО применительно к Mg-LPSO и биорезорбируемым Mg-Zn-Ca сплавам изучено сравнительно слабо и остаются дискуссионными механизмы роста и формирования структурно-фазового состояния и свойств оксидных слоев на этих сплавах, ввиду существенных отличий от ПЭО Mg-Zn-Al, Mg-Zn-Zr и др. из-за специфических структуры и фазового состава Mg-LPSO и Mg-Zn-Ca сплавов. Сегодня слабо изучены: влияние LPSO-фазы Mg-сплавов на процессы зажигания и горения микродуговых разрядов; возникновение «наследственных» структурных эффектов от оксидируемой Mg-подложки; слабо представлены данные о возможностях модифицирования оксидных слоев на обозначенных сплавах дисперсными и органическими модификаторами как во время ПЭО (гибридная технология на базе ПЭО), так и после формирования оксидного слоя путем дополнительной обработки (комбинированная технология). Поверхностно изучены эффекты от применения в качестве добавок в электролит совместно органических модификаторов и дисперсных наночастиц и практически полностью отсутствуют физические оценки и модели, связывающие свойства и состав вводимых в электролит частиц со свойствами формируемого при ПЭО оксидного слоя. Таким образом, гибридный и комбинированный технологических подход к обработке Mg-LPSO и Mg-Zn-Ca сплавов практически не представлен в научно-технической литературе. Перспективным представляется создание поверхности с расширенным или новым комплексом свойств на изделиях из Mg-LPSO и биорезорбируемых Mg-Zn-Ca сплавах, включая формирование керамического защитного слоя (покрытия) с применением новых гибридных и комбинированных технологий на основе ПЭО. Высокоперспективной является возможность придания материалу нужной функциональности в конкретной точке (области, объеме) изделия и ее управляемого изменения в пространстве, то есть создания пространственно-распределенной функциональности материала за счет пост-обработки дисперсными и органическими веществами-модификаторами керамической матрицы, сформированной ПЭО. Актуальность проекта также обусловлена острой необходимостью импортозамещения имплантов медицинского назначения для травматологии и ортопедии зарубежного производства (например, серии Magnezix компании Syntellix AG, ФРГ), которые перестали поставляться «западными партнерами» с 2022 года. Таким образом, Проект актуален, обладает научной новизной и практической значимостью и соответствуют классической парадигме физического материаловедения.
|
| Доступ к ОКОГУ исполнителя |
False
|
| Количество связанных РИД |
0
|
| Количество завершенных ИКРБС |
0
|
| Сумма бюджета |
21000.0
|
| Дата начала |
2025-05-30
|
| Дата окончания |
2027-12-31
|
| Номер контракта |
25-19-00498
|
| Дата контракта |
2025-05-30
|
| Количество отчетов |
1
|
| УДК |
621.78; 621.785.5
|
| Количество просмотров |
4
|
| Руководитель работы |
Криштал Михаил Михайлович
|
| Руководитель организации |
Петерайтис Сергей Ханцасович
|
| Исполнитель |
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "ТОЛЬЯТТИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ"
|
| Заказчик |
Российский научный фонд
|
| Федеральная программа |
—
|
| Госпрограмма |
—
|
| Основание НИОКТР |
Грант
|
| Последний статус |
2025-07-04 12:30:21 UTC, 2025-07-04 12:30:21 UTC
|
| ОКПД |
Нет
|
| Отраслевой сегмент |
—
|
| Минздрав |
—
|
| Межгосударственная целевая программа |
—
|
| Ключевые слова |
КОРРОЗИОННАЯ СТОЙКОСТЬ; НАНОЧАСТИЦЫ; ТРИБОЛОГИЯ; ПЛАЗМЕННО-ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОЕ ОКСИДИРОВАНИЕ; МАГНИЕВЫЙ СПЛАВ; ОРГАНИЧЕСКИЕ ПАВЫ; АДГЕЗИОННАЯ ПРОЧНОСТЬ; ФИБРИНОВЫЙ КЛЕЙ; LPSO-ФАЗА; ОРГАНИЧЕСКИЕ МОДИФИКАТОРЫ
|
| Соисполнители |
—
|
| Типы НИОКТР |
Фундаментальное исследование
|
| Приоритетные направления |
—
|
| Критические технологии |
—
|
| Рубрикатор |
53.49.21 - Термическая и химико-термическая обработка металлов и сплавов
|
| OECD |
—
|
| OESR |
Пленки и покрытия
|
| Приоритеты научно-технического развития |
в) переход к персонализированной, предиктивной и профилактической медицине, высокотехнологичному здравоохранению и технологиям здоровьесбережения, в том числе за счет рационального применения лекарственных препаратов (прежде всего антибактериальных) и использования генетических данных и технологий;; а) переход к передовым технологиям проектирования и создания высокотехнологичной продукции, основанным на применении интеллектуальных производственных решений, роботизированных и высокопроизводительных вычислительных систем, новых материалов и химических соединений, результатов обработки больших объемов данных, технологий машинного обучения и искусственного интеллекта;
|
| Регистрационные номера |
—
|
