junior researcher of the Research Institute of Advanced Technologies, postgraduate student
младший научный сотрудник НИИ прогрессивных технологий, аспирант
PhD (Physics and Mathematics), senior researcher of the Research Institute of Advanced Technologies
кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник НИИ прогрессивных технологий
junior researcher of the Research Institute of Advanced Technologies
младший научный сотрудник НИИ прогрессивных технологий
Doctor of Sciences (Physics and Mathematics), Professor, Director of the Research Institute of Advanced Technologies
доктор физико-математических наук, профессор, директор НИИ прогрессивных технологий
The interest in magnesium and its alloys considerably increases in recent years. These materials have a unique complex of properties: light-weight and strength make magnesium alloys promising structural materials for the aircraft industry and space application, and ability to reabsorb in vivo conditions and good biocompatibility allow producing biodegradable surgical implants of magnesium alloys, which can resorb in a human body without detriment to health. The materials for such demanding applications require detailed investigation of their properties, such as corrosion, including the kinetics of corrosion rate and staging of corrosion damage on the surface. To obtain a full view of the corrosion process, in addition to common ex-situ methods such as the corrosion rate evaluating using the weight loss method and the morphology corrosion damage investigation by optical or confocal laser scanning microscopy (CLSM), it is important to use modern in-situ methods. In-situ methods allow obtaining data immediately during the experiment and not after its completion. The authors carried out a comprehensive study of the corrosion process of the commercial ZK60 and AZ31 magnesium alloys in the simulated human-body environment (temperature, corrosion media composition, circulation of corrosion media) using in-situ methods, including hydrogen evolution corrosion rate evaluating and video-observation of a sample surface. The results show that AZ31 alloy is more corrosion-resistant than ZK60 alloy. Moreover, AZ31 alloy is prone to filiform surface corrosion, and ZK60 alloy exhibits severe pitting corrosion. Based on the comparison of the data obtained by in-situ and ex-situ methods, the authors concluded on their main differences and features.
Последние годы наблюдается значительный рост интереса к магнию и его сплавам. Эти материалы обладают уникальным комплексом свойств: легкость и прочность открывает широкие перспективы использования их в качестве конструкционных материалов в авиастроении и космической отрасли, а способность растворяться в живом организме и хорошая биосовместимость позволяют изготавливать из магниевых сплавов хирургические имплантаты, способные с течением времени полностью рассасываться в теле человека без вреда для его здоровья. Материалы для изделий столь ответственного назначения нуждаются в самом детальном исследовании их свойств, в том числе коррозионных, включая кинетику изменения скорости коррозии и стадийность развития коррозионных повреждений. Поэтому для получения полной картины протекания процесса коррозии, помимо традиционных ex-situ методов, таких как оценка скорости коррозии по потере массы образца и исследование морфологии коррозионных повреждений посредством оптической или конфокальной лазерной сканирующей микроскопии (КЛСМ), важно применять in-situ методы, позволяющие получать данные непосредственно во время эксперимента, а не по его завершении. В работе проведено комплексное исследование коррозии коммерческих магниевых сплавов ZK60 и AZ31 в условиях, имитирующих условия внутри живого организма (температура, состав коррозионной среды и ее циркуляция) с использованием in-situ методов, включающих оценку скорости коррозии по выходу водорода и видеомониторинг поверхности образца. Результаты показали, что сплав AZ31 является более коррозионно-стойким, чем ZK60. Кроме того, AZ31 оказался склонным к нитевидной поверхностной коррозии, в то время как ZK60 продемонстрировал интенсивное развитие язвенной коррозии. На основе сравнения данных, полученных in-situ и ex-situ методами, сделаны выводы об их основных различиях и особенностях.