Подведен итог циклу работ по исследованию особенностей формирования углеродного нанослоя на поверхности материала во время ионно-плазменной обработки полиуретана ионами азота. Задача актуальна для разработки технологии создания биосовместимых имплантатов из полимерных материалов. Проблема связана с тем, что размеры волн на поверхности углеродного нанослоя и трещиностойкость должны формироваться с учетом требования создания оптимального биосовместимого покрытия.
Предложена новая модель, объясняющая механизм появления волнообразной поверхности. Нанослой рассматривается как смесь двух континуумов. Это деформируемый континуум (углерод) и континуум, образованный электрическими зарядами (ионами азота). Электрические заряды стремятся удалиться друг от друга. Перераспределение зарядов вызывает появление напряжений в углероде, искривление нанослоя, формирование волнообразной поверхности. В натурных экспериментах и в компьютерном моделировании установлено, как технологические параметры влияют на особенности формирования углеродного нанослоя во время ионно-плазменной обработки. Управлять можно величиной флюенса (количеством ионов, проникших в полиуретан через единицу площади поверхности) и энергией ионов азота.
Beliaev A.Y., Izyumov R.I., Svistkov A.L. Stability loss of a thin subsurface layer as a result of stresses caused by the distributed electric charge // European Journal of Mechanics — A Solids. 2025. Т. 111. С. 105585.