<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE root>
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xmlns:ali="http://www.niso.org/schemas/ali/1.0/" article-type="other" dtd-version="1.2" xml:lang="en"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">Inorganic Materials</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="en">Inorganic Materials</journal-title><trans-title-group xml:lang="ru"><trans-title>Неорганические материалы</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn publication-format="print">0002-337X</issn><issn publication-format="electronic">3034-5588</issn><publisher><publisher-name xml:lang="en">The Russian Academy of Sciences</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="publisher-id">668106</article-id><article-id pub-id-type="doi">10.31857/S0002337X23100135</article-id><article-id pub-id-type="edn">CCYIHG</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="en"><subject>Articles</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="ru"><subject>Статьи</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="article-type"><subject>Unknown</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title xml:lang="en">Phase Composition and Biocompatibility of Coatings Produced on Ti–6Al–5V Titanium Alloy via Diffusion Saturation with Oxygen, Nitrogen, and Carbon</article-title><trans-title-group xml:lang="ru"><trans-title>Исследование фазового состава и биосовместимости покрытий на титановом сплаве Ti–6Al–5V, полученных в результате диффузионного насыщения кислородом, азотом и углеродом</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author"><name-alternatives><name xml:lang="en"><surname>Vende</surname><given-names>M. F.</given-names></name><name xml:lang="ru"><surname>Венде</surname><given-names>М. Ф.</given-names></name></name-alternatives><email>smirnoff@bmstu.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff1"/><xref ref-type="aff" rid="aff2"/></contrib><contrib contrib-type="author"><name-alternatives><name xml:lang="en"><surname>Semenov</surname><given-names>M. Yu.</given-names></name><name xml:lang="ru"><surname>Семенов</surname><given-names>М. Ю.</given-names></name></name-alternatives><email>smirnoff@bmstu.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff2"/></contrib><contrib contrib-type="author"><name-alternatives><name xml:lang="en"><surname>Vintaikin</surname><given-names>B. E.</given-names></name><name xml:lang="ru"><surname>Винтайкин</surname><given-names>Б. Е.</given-names></name></name-alternatives><email>smirnoff@bmstu.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff2"/></contrib><contrib contrib-type="author"><name-alternatives><name xml:lang="en"><surname>Smirnov</surname><given-names>A. E.</given-names></name><name xml:lang="ru"><surname>Смирнов</surname><given-names>А. Е.</given-names></name></name-alternatives><email>smirnoff@bmstu.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff2"/></contrib><contrib contrib-type="author"><name-alternatives><name xml:lang="en"><surname>El’chaninova</surname><given-names>V. A.</given-names></name><name xml:lang="ru"><surname>Ельчанинова</surname><given-names>В. А.</given-names></name></name-alternatives><email>smirnoff@bmstu.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff2"/></contrib><contrib contrib-type="author"><name-alternatives><name xml:lang="en"><surname>Vinogradov</surname><given-names>Yu. I.</given-names></name><name xml:lang="ru"><surname>Виноградов</surname><given-names>Ю. И.</given-names></name></name-alternatives><email>smirnoff@bmstu.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff2"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff1"><aff><institution xml:lang="en">AFK Sistema</institution></aff><aff><institution xml:lang="ru">АФК “Система”</institution></aff></aff-alternatives><aff-alternatives id="aff2"><aff><institution xml:lang="en">Bauman State Technical University</institution></aff><aff><institution xml:lang="ru">Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана</institution></aff></aff-alternatives><pub-date date-type="pub" iso-8601-date="2023-10-01" publication-format="electronic"><day>01</day><month>10</month><year>2023</year></pub-date><volume>59</volume><issue>10</issue><fpage>1177</fpage><lpage>1184</lpage><history><date date-type="received" iso-8601-date="2025-02-26"><day>26</day><month>02</month><year>2025</year></date></history><permissions><copyright-statement xml:lang="en">Copyright ©; 2023, М.Ф. Венде, М.Ю. Семенов, Б.Е. Винтайкин, А.Е. Смирнов, В.А. Ельчанинова, Ю.И. Виноградов</copyright-statement><copyright-statement xml:lang="ru">Copyright ©; 2023, М.Ф. Венде, М.Ю. Семенов, Б.Е. Винтайкин, А.Е. Смирнов, В.А. Ельчанинова, Ю.И. Виноградов</copyright-statement><copyright-year>2023</copyright-year><copyright-holder xml:lang="en">М.Ф. Венде, М.Ю. Семенов, Б.Е. Винтайкин, А.Е. Смирнов, В.А. Ельчанинова, Ю.И. Виноградов</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="ru">М.Ф. Венде, М.Ю. Семенов, Б.Е. Винтайкин, А.Е. Смирнов, В.А. Ельчанинова, Ю.И. Виноградов</copyright-holder></permissions><self-uri xlink:href="https://transsyst.ru/0002-337X/article/view/668106">https://transsyst.ru/0002-337X/article/view/668106</self-uri><abstract xml:lang="en"><p>Ti–6Al–5V titanium alloy was subjected to surface saturation with carbon, nitrogen, and oxygen in order to study the effect of surface modification on its wear resistance and biocompatibility. The alloy was saturated with carbon and nitrogen in low-pressure atmospheres. Oxygenation was carried out by heating the alloy in a solid carburizing agent. The structure and phase state of the grown layers were studied by optical microscopy and X-ray diffraction. General trends in the saturation of the titanium alloy with nonmetals are the formation of a diffusion layer and an increase in the amount of phases based on the α-Ti solid solution, followed by the formation of intermediate phases, such as carbides, nitrides, and oxides differing in stoichiometry, on the surface of the continuous layer. After saturation, the alloy was covered with thin carbide, nitride, and oxide surface layers and had diffusion layers under them. The hardness of the nitrogenated and oxygenated surfaces was 950–1000 HV, and that of the surfaces saturated with carbon was 570 HV. The wear resistance of the alloy was lowest in the as-prepared state and highest after oxygenation. Biocompatibility was assessed from the proliferation of osteoblast-like cells of the MG-63 line. The best biocompatibility was demonstrated by the oxygenated samples, and the biocompatibility of the nitrogenated samples was better than that of the carburized samples. The untreated alloy showed the lowest biocompatibility.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="ru"><p id="idm45257552156736">Титановый сплав Ti–6Al–5V подвергали поверхностному насыщению углеродом, азотом и кислородом для исследования влияния поверхностного модифицирования на его износостойкость и биосовместимость. Насыщение углеродом и азотом осуществляли в атмосферах низкого давления. Оксидирование выполняли путем нагрева образцов в твердом карбюризаторе. Структуру и фазовое состояние полученных слоев исследовали методами оптической микроскопии и рентгенофазового анализа. Общие закономерности насыщения титанового сплава неметаллами состоят в образовании диффузионного слоя при увеличении количества фаз на основе твердого раствора α-Ti с последующим формированием на поверхности сплошного слоя таких промежуточных фаз, как карбиды, нитриды и оксиды различной стехиометрии. После насыщения на поверхности получены тонкие слои из карбидов, нитридов и оксидов, под которыми сформированы диффузионные слои. Твердость азотированных и оксидированных поверхностей составила 950–1000 <italic>HV</italic>, а насыщенных углеродом – 570 <italic>HV</italic>. Установлена минимальная износостойкость образцов без обработки и максимальная после оксидирования. Биосовместимость определяли по пролиферации остеоподобных клеток линии MG63 (proliferation of osteoblast-like cells of the MG63 line). Наилучшую биосовместимость продемонстрировали оксидированные образцы. При этом биосовместимость азотированных образцов лучше, чем науглероженных. Наименьшую биосовместимость наблюдали на необработанных образцах.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="en"><kwd>chemothermal treatment</kwd><kwd>nitrogenation</kwd><kwd>oxygenation</kwd><kwd>biocompatibility of coatings</kwd><kwd>wear resistance</kwd><kwd>titanium alloys</kwd><kwd>diffusion saturation</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>химико-термическая обработка</kwd><kwd>азотирование</kwd><kwd>оксидирование</kwd><kwd>биосовместимость покрытий</kwd><kwd>износостойкость</kwd><kwd>титановые сплавы</kwd><kwd>диффузионное насыщение</kwd></kwd-group><funding-group><funding-statement xml:lang="ru">Исследования на биосовместимость выполнены с участием сотрудников Лаборатории конфокальной микроскопии биологического факультета МГУ под руководством кандидата биологических наук М.М. Мойсеновича.</funding-statement></funding-group></article-meta></front><body></body><back><ref-list><ref id="B1"><label>1.</label><mixed-citation>Li Y., Yang C., Zhao H., Qu S., Li X. New Developments of Ti-Based Alloys for Biomedical Applications // Materials. 2014. V. 7. № 3. P. 1709–1800. https://doi.org/10.3390/ma7031709</mixed-citation></ref><ref id="B2"><label>2.</label><mixed-citation>Kyzioł K., Kaczmarek Ł., Brzezinka G., Kyzioł A. Structure, Characterization and Cytotoxicity Study on Plasma Surface Modified Ti–6Al–4V and γ-TiAl Alloys // Chem. Eng. J. 2014. V. 240. P. 516–526. https://doi.org/10.1016/j.phytochem.2012.12.001</mixed-citation></ref><ref id="B3"><label>3.</label><mixed-citation>Guleryuz H., Cimenoglu H. Oxidation of Ti–6Al–4V Alloy // J. Alloys Compd. 2009. V. 472. № 1–2. P. 241–246. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2008.04.024</mixed-citation></ref><ref id="B4"><label>4.</label><mixed-citation>Rodriguez G.M., Bowen J., Zelzer M., Stamboulis A. Selective Modification of Ti6Al4V Surfaces for Biomedical Applications // RSC Adv. 2020. V. 10. № 30. P. 17642–17652. https://doi.org/10.1039/C9RA11000C</mixed-citation></ref><ref id="B5"><label>5.</label><mixed-citation>López-Huerta F., Cervantes B., González O., Hernández-Torres J., García-González L., Vega R., Soto E. et al. Biocompatibility and Surface Properties of TiO2 thin Films Deposited by DC Magnetron Sputtering // Materials. 2014. V. 7. № 6. P. 4105–4117. https://doi.org/10.3390/ma7064105</mixed-citation></ref><ref id="B6"><label>6.</label><mixed-citation>Козлов Д.А., Тихонова С.А., Евдокимов П.В., Путляев В.И., Гаршев А.В. Стереолитографическая 3D-печать из суспензий, содержащих диоксид титана // Журн. неорган. химии. 2020. Т. 65. № 12. С. 1721–1728. https://doi.org/10.31857/S0044457X20120090</mixed-citation></ref><ref id="B7"><label>7.</label><mixed-citation>Ramos-Corella K.J., Sotelo-Lerma M., Gil-Salido A.A., Rubio-Pino J.L., Auciello O., Quevedo-López M.A. Controlling Crystalline Phase of TiO2 Thin Films to Evaluate its Biocompatibility // Mater. Technol. 2019. V. 34. № 8. P. 455-462. https://doi.org/10.1080/10667857.2019.1576821</mixed-citation></ref><ref id="B8"><label>8.</label><mixed-citation>Skvortsova S., Orlov A., Valyano G., Spektor V., Mamontova N. Wear Resistance of Ti–6Al–4V Alloy Ball Heads for Use in Implants // J. Funct. Biomater. 2021. V. 12. № 4. P. 65. https://doi.org/10.3390/jfb12040065</mixed-citation></ref><ref id="B9"><label>9.</label><mixed-citation>Januszewicz B., Klimek L. Nitriding of Titanium and Ti6Al4V Alloy in Ammonia Gas under Low Pressure // Mater. Sci. Technol. 2010. V. 26. № 5. P. 586–590. https://doi.org/10.1179/174328409X448501</mixed-citation></ref><ref id="B10"><label>10.</label><mixed-citation>Duta L., Stan G.E., Popa A.C., Husanu M.A., Moga S., Socol M., Mihailescu I.N. et al. Thickness Influence on in Vitro Biocompatibility of Titanium Nitride Thin Films Synthesized by Pulsed Laser Deposition // Materials. 2016. V. 9. № 1. P. 38. https://doi.org/10.3390/ma9010038</mixed-citation></ref><ref id="B11"><label>11.</label><mixed-citation>Banaszek K., Klimek L., Zgorzynska E., Swarzynska A., Walczewska A. Cytotoxicity of Titanium Carbonitride Coatings for Prostodontic Alloys with Different Amounts of Carbon and Nitrogen // Biomed. Mater. 2018. V. 13. № 4. P. 045003. https://doi.org/10.1088/1748-605X/aab942</mixed-citation></ref><ref id="B12"><label>12.</label><mixed-citation>Banaszek K., Klimek L., Dąbrowski J.R., Jastrzębski W. Fretting Wear in Orthodontic and Prosthetic Alloys with Ti(C, N) Coatings // Processes. 2019. V. 7. № 12. P. 874. https://doi.org/10.3390/pr7120874</mixed-citation></ref><ref id="B13"><label>13.</label><mixed-citation>Seval’nev G.S., Seval’neva T.G., Kolmakov A.G., Dul’nev K.V., Yazvitskii M.Yu. Effect of the Phase Composition of Austenitic–Martensitic VNS9-Sh TRIP Steel on the Characteristics of Dry Sliding Friction in the Tribocontact with ShKh15 Steel // Russ.Metall. (Met.). 2022. № 4. P. 404–410.https://doi.org/10.1134/S0036029522040267</mixed-citation></ref><ref id="B14"><label>14.</label><mixed-citation>Гинье А. Рентгенография кристаллов. Теория и практика. М.: Физматгиз, 1961. 604 с.</mixed-citation></ref><ref id="B15"><label>15.</label><mixed-citation>Венде М.Ф., Семенов М.Ю., Смирнов А.Е., Пучков Ю.А., Севальнёв Г.С., Виноградов Ю.И. Влияние азотирования и оксидирования на износостойкость и коррозионную стойкость титанового сплава, легированного цирконием // Металловедение и термическая обработка металлов. 2023. № 2(812). С. 21–28.</mixed-citation></ref><ref id="B16"><label>16.</label><mixed-citation>Свойства, получение и применение тугоплавких соединений. Справочник / Под ред. Косолаповой Т.Я. М.: Металлургия, 1986. 927 с.</mixed-citation></ref></ref-list></back></article>
