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!

    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
    Катерина В. преподаватель, кандидат наук
    4.6 (30 отзывов)
    Преподаватель одного из лучших ВУЗов страны, научный работник, редактор научного журнала, общественный деятель. Пишу все виды работ - от эссе до докторской диссертации... Читать все
    Преподаватель одного из лучших ВУЗов страны, научный работник, редактор научного журнала, общественный деятель. Пишу все виды работ - от эссе до докторской диссертации. Опыт работы 7 лет. Всегда на связи и готова прийти на помощь. Вместе удовлетворим самого требовательного научного руководителя. Возможно полное сопровождение: от статуса студента до получения научной степени.
    #Кандидатские #Магистерские
    47 Выполненных работ
    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
    Дарья П. кандидат наук, доцент
    4.9 (20 отзывов)
    Профессиональный журналист, филолог со стажем более 10 лет. Имею профильную диссертацию по специализации "Радиовещание". Подробно и серьезно разрабатываю темы научных... Читать все
    Профессиональный журналист, филолог со стажем более 10 лет. Имею профильную диссертацию по специализации "Радиовещание". Подробно и серьезно разрабатываю темы научных исследований, связанных с журналистикой, филологией и литературой
    #Кандидатские #Магистерские
    33 Выполненных работы
    Вирсавия А. медицинский 1981, стоматологический, преподаватель, канди...
    4.5 (9 отзывов)
    руководитель успешно защищенных диссертаций, автор около 150 работ, в активе - оппонирование, рецензирование, написание и подготовка диссертационных работ; интересы - ... Читать все
    руководитель успешно защищенных диссертаций, автор около 150 работ, в активе - оппонирование, рецензирование, написание и подготовка диссертационных работ; интересы - медицина, биология, антропология, биогидродинамика
    #Кандидатские #Магистерские
    12 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
    Кормчий В.
    4.3 (248 отзывов)
    Специализация: диссертации; дипломные и курсовые работы; научные статьи.
    Специализация: диссертации; дипломные и курсовые работы; научные статьи.
    #Кандидатские #Магистерские
    335 Выполненных работ
    Мария А. кандидат наук
    4.7 (18 отзывов)
    Мне нравится изучать все новое, постоянно развиваюсь. Могу написать и диссертацию и кандидатскую. Есть опыт в различных сфера деятельности (туризм, экономика, бухучет... Читать все
    Мне нравится изучать все новое, постоянно развиваюсь. Могу написать и диссертацию и кандидатскую. Есть опыт в различных сфера деятельности (туризм, экономика, бухучет, реклама, журналистика, педагогика, право)
    #Кандидатские #Магистерские
    39 Выполненных работ
    Татьяна П.
    4.2 (6 отзывов)
    Помогаю студентам с решением задач по ТОЭ и физике на протяжении 9 лет. Пишу диссертацию на соискание степени кандидата технических наук, имею опыт годовой стажировки ... Читать все
    Помогаю студентам с решением задач по ТОЭ и физике на протяжении 9 лет. Пишу диссертацию на соискание степени кандидата технических наук, имею опыт годовой стажировки в одном из крупнейших университетов Германии.
    #Кандидатские #Магистерские
    9 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету

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