×
13.12.2018
218.016.a634

Защитное покрытие для медицинских инструментов и способ его нанесения

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к медицине, конкретно к защитным покрытиям, состоящим из последовательно наносимых слоев меди - толщиной 7-10 мкм, бронзы - толщиной 3-7 мкм и содержащим медь - 55% и олово 45%, и верхнего слоя толщиной 10-15 мкм и представляющего собой сплав, содержащий кобальт (93±0,5%), хром (5±0,5%) и вольфрам (2±0,5%), толщиной 10-15 мкм. Нанесение указанных слоев проводят следующим образом: меди - из пирофосфатного электролита, содержащего CuSO 0,16-0,24 моль/л, KPO 1,0-1,36 моль/л, KCO 0,06-0,09 моль/л, при рН 8-9, температуре 45-55°С и плотности тока 0,5-1 А/дм, бронзового слоя - из триполифосфатного электролита, содержащего NaPO 0,4-0,5 моль/л, CuSO 0,06-0,08 моль/л и SnCl 0,03-0,05 моль/л, при рН 6-7, температуре 20-22°С и плотности тока 0,8-1,4 А/дм и верхнего слоя - из электролита, содержащего 49-51% воды, 49-51% диметилформамида (ДМФА), CrCl 0,35 -1,26 моль/л, NaWO 0,01-0,15 моль/л, CoCl 0,01-0,05 моль/л, сахарин 0,5-2 г/л при рН 1,1-1,9, температуре 35-45°С и плотности тока 15-30 А/дм.Покрытие обладает высокой твердостью и износостойкостью и имеет высокую коррозионную стойкость. 2 н.п. ф-лы, 1 табл., 6 пр.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к гальванотехнике, конкретно - к защитным покрытиям металлами и сплавами, обладающими высокой коррозионной стойкостью в хлорид-содержащих средах и других биологических средах и обеспечивающих эффективную защиту стальной основы, а также к способам их нанесения. Изобретение может быть использовано для наненсения покрытий с целью защиты от коррозии медицинских инструментов.

В качестве коррозионно-защитного покрытия для медицинских инструментов необходимо сочетание следующих свойств: высокая твердость и износостойкость, коррозионная стойкость в биологических, в частности, в хлорид-содержащих средах с коррозионным баллом по десятибалльной шкале не выше 2, отсутствие в покрытии компонентов, вызывающих аллергические реакции.

Известны покрытия для защиты от коррозии медицинских инструментов, в частности, никелевые - в два-три слоя с общей толщиной никеля, не превышающей 12-15 мкм - для деталей наконечников зубоврачебных инструментов с верхним твердым слоем никеля [Сабитов В. X.. Медицинские инструменты, - М.: Медицина, 1985, 175 с.].

Однако никелевые покрытия в настоящее время рассматриваются как неприемлемые для данной цели ввиду аллергенности никеля и его соединений и уже давно не используются в изделиях, контактирующих с человеческим телом,

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является износостойкое черное хромовое покрытие и электролит для его осаждения, описанные в патенте РФ №2083729 кл. C25D 3/08), в котором предлагается наносить черное хромовое покрытие на медицинский инструмент в качестве защитного из электролита, содержащего (г/л): хромовый ангидрид 150-500, калий железосинеродистый 4-10, серную кислоту 0,02-0,5, фторсиликат калия 0,1-0,5. Хромовые покрытия являются твердыми, не обладают аллергическим действием, однако их коррозионная стойкость в биологических средах, содержащих хлорид-ионы, не является достаточной.

Задачей данного изобретения является разработка покрытия, с коррозионным баллом по десятибалльной шкале не выше 2, обладающее устойчивостью в биологических, в частности, в хлорид-содержащих средах, и способ нанесения такого покрытия на поверхность медицинских инструментов, изготовленных из стали.

Поставленная задача решается защитным покрытием для медицинских инструментов и способом его нанесения, включающим последовательно наносимые слои, медный толщиной 7-10 мкм, бронзовый подслой толщиной 3-7 мкм, содержащий медь - 55% и олово 45%, и верхний слой, представляющий собой сплав, содержащий кобальт (93±0,5%), хром (5±0,5%), и вольфрам (2±0,5%), толщиной 10-15 мкм.

Поставленная задача решается способом нанесения защитного покрытия для медицинских инструментов, включающим получение медного слоя электроосаждением из пирофосфатного электролита, содержащего CuSO4 0,16-0,24 моль/л, K4P2O7 1,0-1,36 моль/л, K2C2O4 0,06-0,09 моль/л, при рН 8-9, температуре 45-55°С и плотности тока 0,5-1 А/дм2, получение бронзового слоя электроосаждением из триполифосфатного электролита, содержащего Na5P3O10 0,4-0,5 моль/л, CuSO4 0,06-0,08 моль/л и SnCl2 0,03-0,05 моль/л, при рН 6-7, температуре 20-22°С и плотности тока 0,8-1,4 А/дм2 и получение верхнего слоя, содержащего сплав кобальта, хрома и вольфрама путем осаждения из электролита, содержащего 49-51% воды, 49-51% диметилформамида (ДМФА), CrCl3 0,35-1,26 моль/л, Na2WO4 0,01-0,15 моль/л, CoCl2 0,01-0,05 моль/л, сахарин 0,5-2 г/л при рН 1,1-1,9, температуре 35-45°С и плотности тока 15-30 А/дм2.

Данное покрытие обладает высокой твердостью и износостойкостью и имеет высокую коррозионную стойкость и защитную способность в биологических средах, содержащих хлориды (коррозионный балл по десятибалльной шкале не выше 2).

Медный и бронзовый подслои предотвращают развитие пор в направлении к стали, так как стационарный потенциал бронзового подслоя в 0,5 М хлоридных и сульфатных средах на 20-30 мВ отрицательнее стационарного потенциала медного подслоя и, таким образом, обеспечивает электрохимическую защиту последнего и предотвращение развития пор в медном подслое.

Введение вольфрама в состав верхнего слоя повышает его коррозионную стойкость и снижает в десятки раз скорость коррозии в биологических средах, содержащих хлориды, а введение сахарина в состав электролита для осаждения верхнего слоя снижает количество пор и тем самым повышает коррозионную стойкость и защитную способность данного покрытия.

Разработанные составы электролитов и режимы процесса обеспечивают прочное соединение нижнего слоя со стальной основой, высокую прочность межслойных соединений между нижним медным, бронзовым средним и кобальт-хром-вольфрам верхним слоями.

Приведенные ниже примеры иллюстрируют реализацию данного изобретения:

Пример 1

Покрытие сплавом кобальт-хром-вольфрам толщиной 12 мкм, содержащее 93% кобальта, 5% хрома и 2% вольфрама, осаждают непосредственно на стальную основу из электролита, содержащего 49% воды, 51% ДМФА, CrCl3 - 0,35 моль/л, Na2WO4 - 0,01 моль/л, CoCl2 - 0,01 моль/л, при рН=1,1 температуре 45°С и плотности тока 30 А/дм2, непосредственно на стальную основу. Полученное покрытие является пористым и трещиноватым, проявляет себя как пониженно-стойкое. После выдержки в течение 912 часов в камере соляного тумана имеет балл коррозии 6, по десятибалльной шкале оценки коррозии металлов.

Пример 2

Медный подслой толщиной 3 мкм осаждают непосредственно на стальную основу из пирофосфатного электролита, содержащего CuSO4 - 0,16 моль/л, K4P2O7 -1 моль/л, K2C2O4 - 0,06 моль/л при рН 8, температуре 45°С и плотности тока 0,5 А/дм2. Затем на медный подслой осаждают покрытие сплавом кобальт-хром-вольфрам толщиной 10 мкм электролита, содержащего 49% воды, 51% ДМФА, CrCl3 - 0,35 моль/л, Na2WO4 - 0,01 моль/л, CoCl2 - 0,01 моль/л, при рН=1,1 температуре 45°С и плотности тока 30 А/дм2, после выдерживают в камере соляного тумана в течение 912 часов. Очаги коррозии стальной основы не наблюдаются после коррозионных испытаний в течении 30 суток. Покрытие имеет балл коррозии 3 по десятибалльной шкале коррозионной стойкости металлов, то есть ниже требуемого балла коррозионной стойкости, равного 2.

Пример 3

На стальную основу осаждают подслой меди толщиной 7 мкм из пирофосфатного электролита меднения, содержащего CuSO4 0,24 моль/л, K4P2O7 1,36 моль/л и K2C2O4 0,09 моль/л, при рН 9, температуре 55°С и плотности тока 1 А/дм2. На медный подслой осаждают бронзовый подслой толщиной 7 мкм из триполифосфатного электролита бронзирования, содержащего Na5P3O10 - 0,5 моль/л, CuSO4 - 0,08 моль/л и SnCl2 - 0,05 моль/л, при рН 7, при температуре 22°С и плотности тока 1,4 А/дм2 состав бронзового подслоя - меди 55%, олова 45%. Покрытие демонстрирует меньшую пористость, чем в двух вышеописанных примерах и проявляет себя как весьма стойкое, балл коррозии по десятибалльной шкале оценки коррозионных испытаний 3, очаги коррозии стальной основы также визуально не обнаружены даже на 30 день коррозионных испытаний. Данное значение показателя коррозии не является решением поставленной задачи, так как требуемый балл коррозионной стойкости 2.

Пример 4

Покрытие сплавом кобальт-хром-вольфрам толщиной 15 мкм осаждают из электролита, содержащего из электролита, содержащего 49-51% воды, 49-51% диметилформамида (ДМФА), CrCl3 1,26 моль/л, Na2WO4 0,15 моль/л, CoCl2 0,04 моль/л, при рН 1,9, температуре 35°С, плотности тока 15 А/дм2. Покрытие осаждают на бронзовый подслой толщиной 3 мкм из триполифосфатного электролита, содержащего Na5P3O10 0,4 моль/л, CuSO4 0,06 моль/л и SnCl2 0,03 моль/л, при рН 6, при температуре 20°С и плотности тока 0,8 А/дм2, осаждаемый стальную основу, состав бронзового подслоя - медь 55%, олово 45%. Покрытие пористое, но в отличие от п. 1 проявляет себя как стойкое, и имеет балл коррозии 5 по десятибалльной шкале оценки коррозии металлов. Одного бронзового подслоя недостаточно для удовлетворения заданных требований. Данный результат не является решением поставленной задачи.

Пример 5

Покрытие по п. 2, но с добавкой 0,5 г/л сахарина в электролит для осаждения покрытия сплавом кобальт-хром-вольфрам, покрытие осаждают на медный подслой, осажденный предварительно на стальную основу из пирофосфатного электролита. Покрытие имеет балл коррозии 2 по десятибалльной шкале, проявляется себя как весьма стойкое, имеет более низкую пористость, по сравнению с покрытием по п. 2 и п. 3. Данное покрытие удовлетворяет поставленной задаче.

Пример 6

Покрытие, по п. 3, но с добавкой сахарина 2 г/л в электролит для осаждения покрытия сплавом кобальт-хром-вольфрам. Покрытие осаждают на двойной медно-бронзовый подслой, бронзовый подслой осаждается непосредственно на медный. Покрытие демонстрирует самый лучший результат в отношении пористости, демонстрирует себя как весьма стойкое и имеет балл коррозии 2 по десятибалльной шкале коррозионных испытаний. Данное покрытие полностью удовлетворяет поставленной задаче.

Данные по коррозионным испытаниям исследуемых покрытий в течение 912 часов в камере соляного тумана представлены в таблице 1 (массовые и глубинные показатели коррозии для исследуемых покрытий).

Где K - массовый показатель коррозии, р - глубинный показатель коррозии. Показатели коррозии рассчитаны по формулам - K=Δm/S×t (массовый) и p=8,76×K/ρ (глубинный), баллы коррозионной стойкости рассчитаны из десятибалльной шкалы коррозионной стойкости металлов по глубине коррозии [Стекольников Ю.А., Стекольникова Н.М. Физико-химические процессы в технологии машиностроения: Учеб. пособие.- Елец: Издательство Елецкого государственного университета имени И.А. Бунина, 2008].

Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 62.
13.01.2017
№217.015.86f1

Способ получения нитрата церия (iv)

Изобретение относится к способу получения нитрата церия (IV) электрохимическим окислением нитрата церия (III) в анодной камере электролизера, содержащей раствор с начальной концентрацией ионов церия (III) 100-130 г/л и начальной концентрацией свободной азотной кислоты в анолите и в католите...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002603642
Дата охранного документа: 27.11.2016
25.08.2017
№217.015.9c5b

Способ очистки триоксида молибдена

Изобретение может быть использовано для получения триоксида молибдена высокой чистоты, используемого при выращивании монокристаллов трибората лития, при синтезе сырья для выращивания монокристаллов молибдата лития и теллуритных стекол. Очистку триоксида молибдена ведут сублимацией в вакууме....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002610494
Дата охранного документа: 13.02.2017
25.08.2017
№217.015.9e48

Способ извлечения ионов церия (iv) из водных растворов

Изобретение относится к способам извлечения церия (IV) методом электрофлотации из сточных вод, бедного или техногенного сырья. Описан способ извлечения церия (IV) из водного раствора, включающий электрофлотацию с нерастворимыми анодами, в котором в очищаемую воду вводят катионный флокулянт на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002610864
Дата охранного документа: 16.02.2017
25.08.2017
№217.015.b628

Способ получения оксидов урана и тетрафторида кремния из тетрафторида урана

Изобретение относится к области технологии ядерных материалов и может быть использовано для конверсии тетрафторида урана, в том числе обедненного, в наноструктурированные оксиды урана и с получением другого ценного неорганического вещества - тетрафторида кремния. Способ заключается в смешивании...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002614712
Дата охранного документа: 28.03.2017
26.08.2017
№217.015.d493

Способ термоокислительного крекинга гудрона

Изобретение относится к нефтехимии, в частности к переработке гудрона для получения светлых нефтепродуктов и битума. Описан способ термоокислительного крекинга гудрона в реакторе непрерывного действия при повышенной температуре, включающий подачу предварительно нагретых до температуры реакции...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002622291
Дата охранного документа: 14.06.2017
26.08.2017
№217.015.dc0c

Способ получения алюмокремниевого коагулянта

Изобретение относится к технологии переработки алюмокремниевого сырья. Нефелиновое сырье измельчают, спекают при температуре 400-1000°C с карбонатом натрия, или дисульфатом калия, или гидросульфатом калия. Спек обрабатывают водой, или водным раствором серной или соляной кислоты, или водным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002624326
Дата охранного документа: 03.07.2017
26.08.2017
№217.015.e980

Способ извлечения рения из урановых растворов

Изобретение относится к сорбционной гидрометаллургии урана и рения и может быть использовано для селективного извлечения рения из растворов. Способ извлечения рения из урансодержащих растворов включает сорбцию рения слабоосновным наноструктурированным ионитом на стиролакрилатной матрице,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002627838
Дата охранного документа: 11.08.2017
29.12.2017
№217.015.f9d0

Способ очистки l-лактида

Изобретение относится к усовершенствованному способу очистки L-лактида - циклического димера (диэфира) молочной кислоты, мономера для получения биодеградируемых полимерных материалов, используемых в качестве покрытий или контейнеров для пищевых продуктов, а также в медицинской промышленности....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002639705
Дата охранного документа: 22.12.2017
19.01.2018
№218.016.05ed

Способ электролитического осаждения медных покрытий

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано в производстве печатных плат и других компонентов электронных устройств. Способ электролитического осаждения медных покрытий из электролита, содержащего пентагидрат сульфата меди и серную кислоту, с использованием...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002630994
Дата охранного документа: 15.09.2017
19.01.2018
№218.016.0678

Способ получения l-лактида

Изобретение относится к усовершенствованному способу очистки L-лактида - циклического димера (диэфира) молочной кислоты, мономера для получения биодеградируемых полимерных материалов, используемых в качестве покрытий или контейнеров для пищевых продуктов, а также в медицинской промышленности,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002631110
Дата охранного документа: 19.09.2017
Показаны записи 1-10 из 25.
10.05.2013
№216.012.3d5b

Способ удаления ртути из раствора амальгамирования и промывных вод

Изобретение относится к удалению ионов ртути из отработанного раствора амальгамирования и промывных вод и может быть использовано для обезвреживания отработанных растворов при амальгамировании цинковых электродов химических источников тока. Способ подразумевает удаление ртути из отработанного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481274
Дата охранного документа: 10.05.2013
10.05.2013
№216.012.3dee

Способ утилизации отработанного раствора химического никелирования

Изобретение относится к способа утилизации отработанных технологических растворов, в частности растворов химического никелирования, и может быть использовано для утилизации отработанных растворов, содержащих в качестве лигандов для ионов никеля карбоновые кислоты и их производные. Способ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481421
Дата охранного документа: 10.05.2013
10.05.2013
№216.012.3df1

Способ регенерации раствора черного хроматирования цинковых покрытий

Изобретение относится к способам электрохимической регенерации растворов пассивирования цинковых покрытий и может быть использовано на участке черного хроматирования в растворах, содержащих ионы серебра. Способ заключается в анодной обработке раствора черного хроматирования последовательно в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481424
Дата охранного документа: 10.05.2013
10.05.2013
№216.012.3df2

Способ очистки электролитов хромирования

Изобретение относится к способам очистки электролитов хромирования. Способ включает электролиз в несколько стадий в непрерывном режиме в электролизерах с катионообменными и анионообменными мембранами со свинцовыми анодами и катодами из нержавеющей стали. Электролит предварительно разбавляют до...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481425
Дата охранного документа: 10.05.2013
10.05.2013
№216.012.3df3

Способ очистки промывной воды при электроосаждении покрытий свинцом и его сплавами

Изобретение относится к процессу очистки промывной воды при нанесении гальванических покрытий свинцом и его сплавами и может быть использовано в производстве печатных плат и других изделий электронной техники, где используются борфтористоводородные электролиты. Способ реализуют с использованием...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481426
Дата охранного документа: 10.05.2013
10.04.2014
№216.012.af74

Электролит и способ осаждения меди на тонкий проводящий подслой на поверхности кремниевых пластин

Изобретение относится к гальванотехнике и может быть использовано в технологии микроэлектроники, в которой слой меди необходимо нанести на тонкий подслой кобальта или его сплавов (кобальт-фосфор, кобальт-вольфрам-фосфор) или меди, находящейся на поверхности кремниевых пластин. Электроосаждение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002510631
Дата охранного документа: 10.04.2014
27.09.2015
№216.013.7ef2

Анод топливного элемента на основе молибденовых бронз и платины и способ его изготовления

Изобретение относится к области электротехники, а именно к аноду низкотемпературного метанольного топливного элемента с полимерной мембраной и способу его изготовления. Предложенный анод содержит в качестве каталитического слоя композитный материал, приготовленный из соединений платины и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002564095
Дата охранного документа: 27.09.2015
27.03.2016
№216.014.c7a9

Способ получения нитрата церия (iv) электрохимическим окислением нитрата церия (iii)

Изобретение относится к способу получения нитрата церия(IV) электрохимическим окислением нитрата церия(III) в анодной камере электролизера, содержащей раствор с начальной концентрацией нитрата церия(III) 100-130 г/л и начальной концентрацией свободной азотной кислоты в анолите и в католите 8-12...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002578717
Дата охранного документа: 27.03.2016
10.06.2016
№216.015.458e

Способ электроосаждения композиционных покрытий на основе никеля и наноразмерного диоксида циркония

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано для нанесения на детали, работающие под нагрузкой в агрессивных средах, для повышения надежности работы изделий. Способ включает электроосаждение композиционного покрытия на основе никеля и наноразмерного диоксида...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002586371
Дата охранного документа: 10.06.2016
10.06.2016
№216.015.46c4

Способ электроосаждения медных покрытий

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано для нанесения медных покрытий на профилированные изделия. Способ включает электроосаждение медного покрытия из электролита, содержащего соль меди и серную кислоту, с использованием реверсивного тока, при этом электролиз...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002586370
Дата охранного документа: 10.06.2016
+ добавить свой РИД