Microplasma Sprayed Tantalum Coatings on Ti Grade 5 Extra-Low Interstitials: Investigation of Thickness and Porosity Control

2025

Полный текст Открытый доступ: Gold Метаданные (CSL-JSON)
DOI 10.3390/coatings15040464
Достоверность данных 70 средняя
Как считается эта оценка

Складывается из проверяемых признаков самой записи: есть ли у статьи DOI, сколько независимых источников подтвердили её данные, заполнены ли обязательные поля и насколько свежо последнее подтверждение. Снижают оценку расхождения между источниками и отсутствие идентификатора. Значение от 80 означает, что запись опубликована без дополнительной проверки; от 60 до 79 — что она опубликована с пониженной достоверностью и ручная проверка желательна. Запись, выверенную редактором вручную, пересчёт не опускает ниже 90. Это оценка наших данных о статье, а не оценка самой статьи.

Аннотация

This study investigates the microplasma deposition of molten tantalum (Ta) onto a rotating Grade 5 Ti Extra-Low Interstitial (ELI) alloy, producing multilayer film coatings with a porous microstructure. Optimal parameters for microplasma spraying Ta were experimentally determined to improve the surface properties of elbow joint implants. The physical and mechanical properties of the Grade 5 Ti ELI substrate and the Ta-based coating were analyzed. Moreover, mathematical modeling was utilized to determine the optimal parameters for the plasma coating process, including key factors such as spray distance, current, and rotational speed, which were systematically applied across three experimental series. A Ta coating thickness of 250 μm was achieved at 35 A current, 410 mm spray distance, and 7 rpm rotation speed under optimized deposition conditions. The results showed a microhardness increase on the Ta-coated surface, peaking above HV1000 with an average of HV742, while the Ti substrate averaged HV325. Additionally, the XRD patterns revealed the presence of metallic Ta alongside Ta oxides, such as Ta2O and Ta2O5, in the Ta coatings.