Физико-механические свойства магниевого сплава для медицинских приложений после деформационной обработки

Лугинин, Никита Андреевич Отделение материаловедения (ОМ)
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

Пластическая деформация экструзией влияет на микроструктуру, фазовый состав и механические свойства магниевого сплава Mg-Y-Nd. Показано, что глубокая деформация экструзией сопровождается измельчением среднего размера зерна и переходу сплава из крупнокристаллического состояния в ультрамелкозернистое, значительным ростом прочностных свойств при одновременном увеличении пластичности, при этом фазовый состав не меняется

ВВЕДЕНИЕ …………………………………………………………………………………………………. 13
ГЛАВА 1. БИОРЕЗОРБИРУЕМЫЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ИМПЛАНТАТОВ …. 14
1.1 Биорезорбируемые полимеры ……………………………………………………………… 14
1.1.1 Используемые биоразлагаемые полимеры ……………………………………… 14
1.1.2 Физические свойства биорезорбируемых полимеров ……………………… 15
1.1.3 Механизм биорезорбции полимеров ………………………………………………. 15
1.2 Биокерамики применяемые в медицине……………………………………………….. 16
1.2.1 Используемые биорезорбируемые керамики ………………………………….. 17
1.2.2 Механические свойства биорезорбируемых керамик ……………………… 19
1.2.3 Механизм биорезорбции керамик ………………………………………………….. 20
1.2.4 Применение биокерамики в медицине …………………………………………… 20
1.3 Биорезорбируемые сплавы на основе магния……………………………………….. 21
1.3.1 Современные биорезорбируемые магниевые сплавы ……………………… 22
1.3.2 Механизм биорезорбции сплавов на основе магния ……………………….. 24
1.3.3 Механические свойства биорезорбируемых магниевых сплавов …….. 25
1.3.4 Применение биорезорбируемых магниевых сплавов………………………. 26
1.4 Биорезорбируемые сплавы на основе железа ……………………………………….. 27
1.4.1 Механические свойства биорезорбируемых сплавов на основе железа
……………………………………………………………………………………………………………… 28
1.4.2 Биосовместимость и скорость биорезорбции………………………………….. 29
1.5 Интенсивная пластическая деформация магниевых сплавов ………………… 30
1.5.1 Метод интенсивной пластической деформации ……………………………… 30
1.5.2 Свойства сплавов на основе магния после интенсивной пластической
дефлорации …………………………………………………………………………………………… 32
1.5.3 ИПД магниевых сплавов с присутствием кальция ………………………….. 33
1.5.4 Метод экструзии магниевых сплавов……………………………………………… 35
1.5.5 Влияние метода экструзии на структуру магниевых сплавов ………….. 37
1.5.6 Механические свойства экструдированных магниевых сплавов ……… 38
ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ………………………………… 42
2.1 Объекты исследования ……………………………………………………………………… 42
2.2 Методы исследования ………………………………………………………………………. 43
2.2.1 Исследование структуры сплавов …………………………………………………… 44
2.2.2 Исследование физико-механических свойств магниевых сплавов ….. 46
ГЛАВА 3. СТРУКТУРА И ФАЗОВЫЙ СОСТАВ МАГНИЕВЫХ СПЛАВОВ . 51
3.1 Макроструктуры сплавов………………………………………………………………….. 51
3.2 Элементный состав магниевых сплавов ……………………………………………. 55
3.3 Фазовый состав ………………………………………………………………………………… 59
3.4 Микроструктуры исследуемых сплавов …………………………………………….. 63
3.5 Выводы по главе ………………………………………………………………………………. 69
ГЛАВА 4. ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МАГНИЕВЫХ
СПЛАВОВ…………………………………………………………………………………………………… 70
4.1 Механические свойства ……………………………………………………………………. 70
4.2 Коррозионные свойства ……………………………………………………………………. 77
4.3 Выводы по главе ………………………………………………………………………………. 79
ГЛАВА 5. ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ, РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ
И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ …………………………………………………………………………. 81
5.1 Оценка коммерческого потенциала и перспективности проведения
исследований с позиции ресурсоэффективности и ресурсосбережения …… 81
5.1.1 Анализ конкурентных технических решений …………………………………. 81
5.1.2 SWOT-анализ ………………………………………………………………………………… 83
5.2 Планирование научно-исследовательских работ ……………………………….. 86
5.2.1 Структура работ в рамках научного исследования …………………………. 86
5.2.2 Определение трудоемкости выполнения работ и разработка графика
проведения ……………………………………………………………………………………………. 87
5.3 Бюджет научно-технического исследования ………………………………………… 90
5.3.1 Расчет материальных затрат научно-технического исследования ….. 90
5.3.2 Расчет амортизации специального оборудования …………………………… 91
5.3.3 Основная заработная плата исполнителей темы ……………………………… 91
5.3.4 Дополнительная заработная плата исполнителей темы …………………… 93
5.3.5 Отчисления во внебюджетные фонды (страховые отчисления) ………. 93
5.3.6 Накладные расходы ……………………………………………………………………….. 94
5.3.7 Бюджетная стоимость НИР ……………………………………………………………. 94
5.4 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой,
бюджетной, социальной и экономической эффективности исследования .. 95
5.4.1 Интегральный показатель финансовой эффективности научного
исследования …………………………………………………………………………………………. 95
5.4.2 Интегральный показатель ресурсоэффективности вариантов
выполнения НИР …………………………………………………………………………………… 96
5.4.3 Интегральный показатель эффективности вариантов исполнения
разработки …………………………………………………………………………………………….. 97
5.5 Выводы по главе ………………………………………………………………………………. 98
ГЛАВА 6. СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСВЕННОСТЬ …………………………………………. 99
6.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности ……. 99
6.2 Производственная безопасность ……………………………………………………… 101
6.3 Экологическая безопасность …………………………………………………………… 107
6.4 Безопасность в ЧС ………………………………………………………………………….. 108
6.5 Выводы по главе …………………………………………………………………………….. 110
ЗАКЛЮЧЕНИЕ …………………………………………………………………………………………. 111
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ …………………………………………… 113
ПРИЛОЖЕНИЕ А ……………………………………………………………………………………… 122

В настоящее время в ряде стран уделяется большое внимание разработке
новых материалов для медицинских применений, особенно это характерно для группы
биоразлагаемых материалов. Однако ни одна группа материалов не удовлетворяет
всем требованиям к таким материалам, а именно: требуемая скорость резорбции,
высокие механические свойства, биосовместимость [1, 2]. Группа металлических
материалов на основе магния и железа наиболее близко соответствуют по своим
свойствам, однако у магниевых сплавов скорость резорбции слишком высокая [3], а у
железа и его сплавов, наоборот, слишком низкая [4].
Однако магниевые сплавы имеют весьма посредственные механические
характеристики, как пределы текучести и прочности, что не позволяет использовать
сплавы в чистом виде [1]. В последнее время ведутся работы по повышению
прочностных свойств сплавов данной группы. В частности, применяют методы
интенсивной пластической деформации [5].
В настоящей работе были исследованы сплавы на основе систем Mg-Ca и Mg-
Y-Nd. Первый сплав обладает высокой биосовместимостью за счет легирования
кальцием [6], второй сплав обладает высокими, по сравнению с другими магниевыми
сплавами, механическими свойствами и коррозионной стойкостью [7]. К данным
сплавам был применен методы интенсивной пластической деформации экструзией,
который позволяет улучшить механические и коррозионные свойства данных
материалов.
Цель работы – установление влияния структурного состояния на физико-
механические свойства магниевых сплавов на основе систем Mg-Ca и Mg-Y-Nd.
Задачи работы:
1) исследовать микроструктуру магниевых сплавов на основе систем Mg-Ca
и Mg-Y-Nd в экструдированном и рекристаллизованном состояниях;
2) определить механические характеристики магниевых сплавов в двух
структурных состояниях;
3) исследовать коррозионную устойчивость магниевых сплавов в двух
структурных состояниях методом гравиметрии.

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Ольга Б. кандидат наук, доцент
    4.8 (373 отзыва)
    Работаю на сайте четвертый год. Действующий преподаватель вуза. Основные направления: микробиология, биология и медицина. Написано несколько кандидатских, магистерских... Читать все
    Работаю на сайте четвертый год. Действующий преподаватель вуза. Основные направления: микробиология, биология и медицина. Написано несколько кандидатских, магистерских диссертаций, дипломных и курсовых работ. Слежу за новинками в медицине.
    #Кандидатские #Магистерские
    566 Выполненных работ
    Егор В. кандидат наук, доцент
    5 (428 отзывов)
    Здравствуйте. Занимаюсь выполнением работ более 14 лет. Очень большой опыт. Более 400 успешно защищенных дипломов и диссертаций. Берусь только со 100% уверенностью. Ск... Читать все
    Здравствуйте. Занимаюсь выполнением работ более 14 лет. Очень большой опыт. Более 400 успешно защищенных дипломов и диссертаций. Берусь только со 100% уверенностью. Скорее всего Ваш заказ будет выполнен раньше срока.
    #Кандидатские #Магистерские
    694 Выполненных работы
    Катерина М. кандидат наук, доцент
    4.9 (522 отзыва)
    Кандидат технических наук. Специализируюсь на выполнении работ по метрологии и стандартизации
    Кандидат технических наук. Специализируюсь на выполнении работ по метрологии и стандартизации
    #Кандидатские #Магистерские
    836 Выполненных работ
    Анна Александровна Б. Воронежский государственный университет инженерных технол...
    4.8 (30 отзывов)
    Окончила магистратуру Воронежского государственного университета в 2009 г. В 2014 г. защитила кандидатскую диссертацию. С 2010 г. преподаю в Воронежском государственно... Читать все
    Окончила магистратуру Воронежского государственного университета в 2009 г. В 2014 г. защитила кандидатскую диссертацию. С 2010 г. преподаю в Воронежском государственном университете инженерных технологий.
    #Кандидатские #Магистерские
    66 Выполненных работ
    Глеб С. преподаватель, кандидат наук, доцент
    5 (158 отзывов)
    Стаж педагогической деятельности в вузах Москвы 15 лет, автор свыше 140 публикаций (РИНЦ, ВАК). Большой опыт в подготовке дипломных проектов и диссертаций по научной с... Читать все
    Стаж педагогической деятельности в вузах Москвы 15 лет, автор свыше 140 публикаций (РИНЦ, ВАК). Большой опыт в подготовке дипломных проектов и диссертаций по научной специальности 12.00.14 административное право, административный процесс.
    #Кандидатские #Магистерские
    216 Выполненных работ
    Анастасия Б.
    5 (145 отзывов)
    Опыт в написании студенческих работ (дипломные работы, магистерские диссертации, повышение уникальности текста, курсовые работы, научные статьи и т.д.) по экономическо... Читать все
    Опыт в написании студенческих работ (дипломные работы, магистерские диссертации, повышение уникальности текста, курсовые работы, научные статьи и т.д.) по экономическому и гуманитарному направлениях свыше 8 лет на различных площадках.
    #Кандидатские #Магистерские
    224 Выполненных работы
    Анна К. ТГПУ им.ЛН.Толстого 2010, ФИСиГН, выпускник
    4.6 (30 отзывов)
    Я научный сотрудник федерального музея. Подрабатываю написанием студенческих работ уже 7 лет. 3 года назад начала писать диссертации. Работала на фирмы, а так же помог... Читать все
    Я научный сотрудник федерального музея. Подрабатываю написанием студенческих работ уже 7 лет. 3 года назад начала писать диссертации. Работала на фирмы, а так же помогала студентам, вышедшим на меня по рекомендации.
    #Кандидатские #Магистерские
    37 Выполненных работ
    Шагали Е. УрГЭУ 2007, Экономика, преподаватель
    4.4 (59 отзывов)
    Серьезно отношусь к тренировке собственного интеллекта, поэтому постоянно учусь сама и с удовольствием пишу для других. За 15 лет работы выполнила более 600 дипломов и... Читать все
    Серьезно отношусь к тренировке собственного интеллекта, поэтому постоянно учусь сама и с удовольствием пишу для других. За 15 лет работы выполнила более 600 дипломов и диссертаций, Есть любимые темы - они дешевле обойдутся, ибо в радость)
    #Кандидатские #Магистерские
    76 Выполненных работ
    Елена Л. РЭУ им. Г. В. Плеханова 2009, Управления и коммерции, пре...
    4.8 (211 отзывов)
    Работа пишется на основе учебников и научных статей, диссертаций, данных официальной статистики. Все источники актуальные за последние 3-5 лет.Активно и уместно исполь... Читать все
    Работа пишется на основе учебников и научных статей, диссертаций, данных официальной статистики. Все источники актуальные за последние 3-5 лет.Активно и уместно использую в работе графический материал (графики рисунки, диаграммы) и таблицы.
    #Кандидатские #Магистерские
    362 Выполненных работы

    Другие учебные работы по предмету