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!

    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
    Андрей С. Тверской государственный университет 2011, математический...
    4.7 (82 отзыва)
    Учился на мат.факе ТвГУ. Любовь к математике там привили на столько, что я, похоже, никогда не перестану этим заниматься! Сейчас работаю в IT и пытаюсь найти время на... Читать все
    Учился на мат.факе ТвГУ. Любовь к математике там привили на столько, что я, похоже, никогда не перестану этим заниматься! Сейчас работаю в IT и пытаюсь найти время на продолжение диссертационной работы... Всегда готов помочь! ;)
    #Кандидатские #Магистерские
    164 Выполненных работы
    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
    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
    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
    Петр П. кандидат наук
    4.2 (25 отзывов)
    Выполняю различные работы на заказ с 2014 года. В основном, курсовые проекты, дипломные и выпускные квалификационные работы бакалавриата, специалитета. Имею опыт напис... Читать все
    Выполняю различные работы на заказ с 2014 года. В основном, курсовые проекты, дипломные и выпускные квалификационные работы бакалавриата, специалитета. Имею опыт написания магистерских диссертаций. Направление - связь, телекоммуникации, информационная безопасность, информационные технологии, экономика. Пишу научные статьи уровня ВАК и РИНЦ. Работаю техническим директором интернет-провайдера, имею опыт работы ведущим сотрудником отдела информационной безопасности филиала одного из крупнейших банков. Образование - высшее профессиональное (в 2006 году окончил военную Академию связи в г. Санкт-Петербурге), послевузовское профессиональное (в 2018 году окончил аспирантуру Уральского федерального университета). Защитил диссертацию на соискание степени "кандидат технических наук" в 2020 году. В качестве хобби преподаю. Дисциплины - сети ЭВМ и телекоммуникации, информационная безопасность объектов критической информационной инфраструктуры.
    #Кандидатские #Магистерские
    33 Выполненных работы
    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
    Вики Р.
    5 (44 отзыва)
    Наличие красного диплома УрГЮУ по специальности юрист. Опыт работы в профессии - сфера банкротства. Уровень выполняемых работ - до магистерских диссертаций. Написан... Читать все
    Наличие красного диплома УрГЮУ по специальности юрист. Опыт работы в профессии - сфера банкротства. Уровень выполняемых работ - до магистерских диссертаций. Написание письменных работ для меня в удовольствие.Всегда качественно.
    #Кандидатские #Магистерские
    60 Выполненных работ
    Ксения М. Курганский Государственный Университет 2009, Юридический...
    4.8 (105 отзывов)
    Работаю только по книгам, учебникам, статьям и диссертациям. Никогда не использую технические способы поднятия оригинальности. Только авторские работы. Стараюсь учитыв... Читать все
    Работаю только по книгам, учебникам, статьям и диссертациям. Никогда не использую технические способы поднятия оригинальности. Только авторские работы. Стараюсь учитывать все требования и пожелания.
    #Кандидатские #Магистерские
    213 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету

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