Исследование структуры и свойств биоинертных сплавов системы Ti-Nb

Емельянов, Александр Николаевич Научно-образовательный центр Б.П. Вейнберга (НОЦ Б.П. Вейнберга)
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

Исследована микроструктура сплава Ti-40Nb в УМЗ состоянии, сформированного комбинированным методом интенсивной пластической деформации. Определены основные механические характеристики сплава.Определены интервалы термостабильности структуры и механических свойств сплава Ti-40Nb в УМЗ состоянии.

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………………………………. 13
1 СОВРЕМЕННЫЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ МЕДИЦИНСКИХ
ПРИЛОЖЕНИЙ И СПОСОБЫ УВЕЛИЧЕНИЯ ИХ МЕХАНИЧЕСКИХ
ХАРАКТЕРИСТИК …………………………………………………………………………………. 15
1.1 Требования, предъявляемые к имплантатам ……………………………………….. 15
1.2 Металлические биоматериалы……………………………………………………………. 16
1.3 Современные металлические биоматериалы ………………………………………. 18
1.4 Фазовые превращения в системе Ti-Nb ………………………………………………. 19
1.5 Методы интенсивной пластической деформации для получения
ультрамелкозернистого состояния сплавов ……………………………………………… 21
2 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ …………………………………. 24
2.1 Материал исследований …………………………………………………………………….. 24
2.2 Подготовка образцов для металлографических исследований …………….. 25
2.3 Методы оптической и электронной микроскопии ………………………………. 28
2.4 Методика расчета среднего размера зерна ………………………………………….. 32
2.7 Измерение микротвердости ……………………………………………………………….. 34
2.8 Испытания на растяжение ………………………………………………………………….. 35
3 МИКРОСТРУКТУРА, ТЕРМОСТАБИЛЬНОСТЬ И МЕХАНИЧЕСКИЕ
СВОЙСТВА СПЛАВА TI-40NB ………………………………………………………………. 37
3.1 Влияние отжига на микроструктуру сплава ………………………………………… 37
3.2 Влияние высокотемпературного отжига на механические свойства сплава
……………………………………………………………………………………………………………….. 45
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ……………………………………………………………………………………….. 49
4 ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ, РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ И
РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ……………………………………………………………………….. 51
4.1 Предпроектный анализ …………………………………………………………………………. 51
4.1.1 Потенциальные потребители результатов исследования …………………….. 51
4.1.2 Анализ конкурентных технических решений с позиции
ресурсоэффективности и ресурсосбережения ……………………………………………… 51
4.1.3 SWOT – анализ …………………………………………………………………………….. 53
4.2 Оценка готовности проекта к коммерциализации……………………………….. 57
4.3 Методы коммерциализации результатов научно-технического
исследования ………………………………………………………………………………………….. 59
4.4 Инициация проекта ……………………………………………………………………………. 60
4.4.1 Ограничения и допущения проекта ………………………………………………. 63
4.5 Планирование управления научно-техническим проектом …………………. 64
4.5.1 Иерархическая структура работ проекта ……………………………………….. 64
4.5.2 Контрольные события проекта ……………………………………………………… 64
4.6 План проекта……………………………………………………………………………………… 65
4.7 Бюджет научно-исследовательского проекта ……………………………………… 67
5 СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ ………………………………………………. 74
5.1 Анализ вредных и опасных факторов, создаваемые объектом исследования
………………………………………………………………………………………………………………….. 75
5.2 Обоснование мероприятий по защите исследования от действия опасных
и вредных факторов ………………………………………………………………………………… 77
5.2.1 Организационные мероприятия ……………………………………………………. 77
5.2.2 Организация рабочего места оператора ПК …………………………………… 78
5.3 Условия безопасной работы ………………………………………………………………. 80
5.4 Химическая безопасность ………………………………………………………………….. 85
5.5 Электробезопасность …………………………………………………………………………. 87
5.6 Пожарная безопасность ……………………………………………………………………… 89
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ……………………………………………………………………….. 93
Обозначения и сокращения
ИПД – интенсивная пластическая деформация
УМЗ – ультрамелкозернистая структура
Ti40Nb – сплав титана с содержанием 40 мас.%ниобия
КГД – кручение под высоким давлением
РКУП – равноканальное угловое прессование
ПЭМ – просвечивающая электронная микроскопия
ơв– предел прочности
ơ0.2 – предел текучести
МП – мартенситное превращение
ПФ – память формы
СЭ –сверхэластичность

К современным материалам для имплантатов применяются требования
не только по их биосовместимости и высоким механическим характеристикам,
но и по механической совместимости с костной тканью [1]. Это означает, что
материал имплантата по своим свойствам должен быть как можно ближе к
костной ткани.
В настоящее время успешное применение в медицине находят
вентильные биоинертные металлы – титан, цирконий, ниобий и их сплавы.
Титан и его сплавы широко используются в качестве материалов для
медицинских имплантатов из-за биосовместимости, высокой коррозионной
стойкости и хороших механических свойств [1-3].
Наиболее распространенным материалом для имплантатов,
устанавливаемых на длительный срок, является технически чистый титан
марок ВТ1-0 и ВТ1-00, так как в нем отсутствуют вредные для организма
примеси [1-5]. Однако модуль упругости у титана медицинского назначения
находится в пределах 100-120 ГПа, что значительно выше модуля упругости
костной ткани (15-55 ГПа) [6]. Низкий модуль упругости материала
имплантата, сопоставимый с модулем упругости для костной ткани, позволяет
осуществлять равномерное распределение деформаций и механических
напряжений в системы «кость-имплантат». В качестве материала имплантата
представляет наибольший интерес применение биоинертных титановых β-
сплавов, например, сплавов систем Ti-Nb или Ti-Nb-Zr с низким модулем
упругости. Легирование титана ниобием до 40-45 мас. % позволяет уменьшить
модуль упругости до 55 ГПа, что сопоставимо с модулем упругости кости, но
при этом происходит снижение прочностных характеристик [6-7].
Исходя из вышесказанного и обзора научной литературы была
поставлена общая цель данной работы: исследовать термостабильность
структуры и механических свойств сплава системы Ti – 40 мас.%Nb (Ti40Nb) в
УМЗ состоянии, сформированного комбинированным методом интенсивной
пластической деформации.
Для реализации поставленной цели было необходимо решить задачи:
1) исследовать микроструктуру сплава Ti40Nb в УМЗ состоянии,
сформированного комбинированным методом интенсивной пластической
деформации (abc – прессованием и прокаткой);
2) определить основные механические характеристики сплава Ti40Nb
в УМЗ состоянии;
3) экспериментально определить интервалы термостабильности
структуры и механических свойств сплава Ti40Nb в УМЗ состоянии.

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!

    Мария М. УГНТУ 2017, ТФ, преподаватель
    5 (14 отзывов)
    Имею 3 высших образования в сфере Экологии и техносферной безопасности (бакалавриат, магистратура, аспирантура), работаю на кафедре экологии одного из опорных ВУЗов РФ... Читать все
    Имею 3 высших образования в сфере Экологии и техносферной безопасности (бакалавриат, магистратура, аспирантура), работаю на кафедре экологии одного из опорных ВУЗов РФ. Большой опыт в написании курсовых, дипломов, диссертаций.
    #Кандидатские #Магистерские
    27 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
    Мария Б. преподаватель, кандидат наук
    5 (22 отзыва)
    Окончила специалитет по направлению "Прикладная информатика в экономике", магистратуру по направлению "Торговое дело". Защитила кандидатскую диссертацию по специальнос... Читать все
    Окончила специалитет по направлению "Прикладная информатика в экономике", магистратуру по направлению "Торговое дело". Защитила кандидатскую диссертацию по специальности "Экономика и управление народным хозяйством". Автор научных статей.
    #Кандидатские #Магистерские
    37 Выполненных работ
    Олег Н. Томский политехнический университет 2000, Инженерно-эконо...
    4.7 (96 отзывов)
    Здравствуйте! Опыт написания работ более 12 лет. За это время были успешно защищены более 2 500 написанных мною магистерских диссертаций, дипломов, курсовых работ. Явл... Читать все
    Здравствуйте! Опыт написания работ более 12 лет. За это время были успешно защищены более 2 500 написанных мною магистерских диссертаций, дипломов, курсовых работ. Являюсь действующим преподавателем одного из ВУЗов.
    #Кандидатские #Магистерские
    177 Выполненных работ
    Рима С.
    5 (18 отзывов)
    Берусь за решение юридических задач, за написание серьезных научных статей, магистерских диссертаций и дипломных работ. Окончила Кемеровский государственный универси... Читать все
    Берусь за решение юридических задач, за написание серьезных научных статей, магистерских диссертаций и дипломных работ. Окончила Кемеровский государственный университет, являюсь бакалавром, магистром юриспруденции (с отличием)
    #Кандидатские #Магистерские
    38 Выполненных работ
    Татьяна П. МГУ им. Ломоносова 1930, выпускник
    5 (9 отзывов)
    Журналист. Младший научный сотрудник в институте РАН. Репетитор по английскому языку (стаж 6 лет). Также знаю французский. Сейчас занимаюсь написанием диссертации по и... Читать все
    Журналист. Младший научный сотрудник в институте РАН. Репетитор по английскому языку (стаж 6 лет). Также знаю французский. Сейчас занимаюсь написанием диссертации по истории. Увлекаюсь литературой и темой космоса.
    #Кандидатские #Магистерские
    11 Выполненных работ
    Екатерина Б. кандидат наук, доцент
    5 (174 отзыва)
    После окончания института работала экономистом в системе государственных финансов. С 1988 года на преподавательской работе. Защитила кандидатскую диссертацию. Преподав... Читать все
    После окончания института работала экономистом в системе государственных финансов. С 1988 года на преподавательской работе. Защитила кандидатскую диссертацию. Преподавала учебные дисциплины: Бюджетная система Украины, Статистика.
    #Кандидатские #Магистерские
    300 Выполненных работ
    Сергей Н.
    4.8 (40 отзывов)
    Практический стаж работы в финансово - банковской сфере составил более 30 лет. За последние 13 лет, мной написано 7 диссертаций и более 450 дипломных работ и научных с... Читать все
    Практический стаж работы в финансово - банковской сфере составил более 30 лет. За последние 13 лет, мной написано 7 диссертаций и более 450 дипломных работ и научных статей в области экономики.
    #Кандидатские #Магистерские
    56 Выполненных работ
    Оксана М. Восточноукраинский национальный университет, студент 4 - ...
    4.9 (37 отзывов)
    Возможно выполнение работ по правоведению и политологии. Имею высшее образование менеджера ВЭД и правоведа, защитила кандидатскую и докторскую диссертации по политоло... Читать все
    Возможно выполнение работ по правоведению и политологии. Имею высшее образование менеджера ВЭД и правоведа, защитила кандидатскую и докторскую диссертации по политологии.
    #Кандидатские #Магистерские
    68 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету

    Кальций-фосфатные мишени для ВЧ-магнетронного осаждения биосовместимых покрытий
    📅 2020год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)