Karakterizacija tantal prevlake deponovane vakuum plazma sprej procesom

Apstrakt

Tantal je veoma atraktivan materijal za industriju u celini zbog veoma bitnih osobina kao što su: visoka temperatura topljenja, značajna toplotna i električna provodljivost, visoka žilavost i otpornost na koroziju i dobra biokompatibilnost. Pošto je tantal metal osetljiv na gasove O, N i H, slojevi prevlake tantala se isključivo deponuju vakuum plazma sprej procesom (VPS), koji se u poslednjih nekoliko godina uspešno koristi za izradu prevlaka koje imaju široku primenu u izradi metalnih implanata. Cilj rada bio je da se na niskom pritisku inertnog gasa eliminiše uticaj okolne atmosfere na istopljene čestice praha Ta i proizvedu prevlake mehaničkih i strukturnih karakteristika koje će naći primenu u biomedicini. Za deponovanje prevlake koristio se komercijalni prah tantala AMPERIT® 151.065 granulacije od 10 - 30µm. Prah je deponovan sa plazma pištoljem F4 na odstojanju podloge od 300 mm. Slojevi Ta prevlaka su deponovani sa debljinom od 60 do 70µm na čeličnim podlogama. Kao plazma gas koristila se mešavina inertnih gasova Ar i He. Mikrotvrdoća prevlake ispitana je metodom HV0.3 a zatezna čvrstoća spoja prevlake ispitana je metodom na zatezanje u skladu sa standardom ASTM C633-1. Mikrostruktura prevlake u deponovnom stanju i u stanju posle nagrizanja ispitana je na optičkom mikroskopu (OM) i na skening elektronskom mikroskopu (SEM). Nagrizanje prevlake sprovedeno je u reagensu koji se sastojao od dva dela azotne kiseline, dva dela fluorovodonične kiseline i pet delova vode (2HNO3 : 2HF : 5H2O). Struktura prevlake se isključivo sastoji od žilave α-Ta faze sa zapreminski centriranom kubnom rešetkom. Ispitivanja su pokazala da slojevi VPS - Ta prevlake imaju mikrostrukturu i mehaničke karakteristike koje u potpunosti omogućavaju primenu prevlake u procesu izrade implanata.