Исследование влияния частоты и длительности импульсов на свойства покрытий, осаждаемых на титановые сплавы методом микродугового оксидирования

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

Объектом исследования являлись кальций-фосфатные покрытия, сформированные методом микродугового оксидирования, при различных специально подобранных режимах работы.
Целью данной работы являлось исследование влияния частоты следования и длительности импульсов на физико-химические и механические свойства покрытий, сформированных методом микродугового оксидирования.
В результате исследования были выявлены утверждения, которые могут быть полезны при подборе режимов для формирования специальных покрытий для разного рода применений.

Введение ………………………………………………………………………………………………….. 15
1 Литературный обзор ……………………………………………………………………………… 17
1.1 Способы модифицирования поверхности материалов ……………………. 17
1.2 Магнетронное распыление ……………………………………………………………….. 17
1.3 Плазменное распыление …………………………………………………………………… 19
1.4 Электрохимическое нанесения покрытий …………………………………………. 20
1.5 Золь гель метод………………………………………………………………………………… 22
1.6 Методы на основе лазерных технологий …………………………………………… 23
1.7 Микродуговое оксидирование ………………………………………………………….. 24
1.7.1 Основные представления о процессе МДО и его механизм ……… 27
1.7.2 Свойство и применение МДО покрытий. …………………………………. 30
1.7.3 Виды электролитов и их влияние. ……………………………………………. 32
1.7.4 Влияние параметров формирования разряда на свойства покрытий,
полученных методом МДО ……………………………………………………………….. 34
2 Материалы и методы …………………………………………………………………………….. 36
2.1 Материалы исследований…………………………………………………………………. 36
2.2 Методы исследований ……………………………………………………………………… 37
3 Результаты исследований ………………………………………………………………………. 38
3.1 Внешний вид и толщина покрытий…………………………………………………… 38
3.3 Морфология поверхности ………………………………………………………………… 42
3.4 Исследование химического состава методом ренгенофлуорисцентного
анализа………………………………………………………………………………………………….. 46
3.5 Исследование химического состава методом спектроскопии
комбинационного рассеяния. …………………………………………………………………. 50
3.6 Исследование смачиваемости …………………………………………………………… 53
3.7 Твердость и модуль упругости …………………………………………………………. 56
4 Финансовый менеджмент ………………………………………………………………………. 61
4.1 Анализ конкурентных технических решений ……………………………………. 62
4.1.2 SWOT-анализ………………………………………………………………………….. 63
4.2 Планирование научно-исследовательских работ ………………………………. 66
4.2.1 Структура работ в рамках научного исследования …………………… 66
4.2.2 Определение трудоемкости выполнения работ ……………………….. 67
4.2.3 Разработка графика проведения исследования …………………………. 68
4.3 Бюджет научного исследования ……………………………………………………….. 72
4.3.1 Сырье, материалы, покупные изделия и полуфабрикаты (за
вычетом отходов) ……………………………………………………………………………… 72
4.3.2 Специальное оборудование для научных работ ……………………….. 73
4.3.3 Расчет амортизации специального оборудования …………………….. 75
4.3.4 Основная заработная плата ……………………………………………………… 76
4.3.5 Дополнительная заработная плата …………………………………………… 78
4.3.6 Отчисления во внебюджетные фонды ……………………………………… 78
4.3.7 Накладные расходы ………………………………………………………………… 78
4.4 Определение ресурсоэффективности исследования ………………………….. 79
5 Социальная ответственность …………………………………………………………………. 87
5.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности …… 88
5.1.1 Специальные правовые нормы трудового законодательства …….. 88
5.1.2 Эргономические требования к рабочей зоне ……………………………. 89
5.2 Производственная безопасность ………………………………………………………. 90
5.2.2 Профессиональная социальная безопасность …………………………… 90
5.2.3 Анализ вредных и опасных факторов, создаваемых объектом
исследования…………………………………………………………………………………….. 90
5.2.4 Анализ вредных и опасных факторов, возникающих в лаборатории
при проведении исследований …………………………………………………………… 91
Анализ опасных и вредных производственных факторов ……………………….. 91
5.2.5 Недостаточная освещенность ………………………………………………….. 93
5.3 Опасные факторы …………………………………………………………………………….. 94
5.3.1 Воздействие химических веществ на организм человека …………. 94
5.3.2 Пожаровзрывоопасность …………………………………………………………. 94
5.3.4 Мероприятия по защите от действий опасных и вредных факторов
…………………………………………………………………………………………………………. 95
5.4 Анализ влияния процесса исследования на окружающую среду ……….. 98
5.4.1 Обоснование мероприятий по защите окружающей среды ………. 98
5.5 Безопасность в чрезвычайных ситуациях …………………………………………. 99
5.5.1 Анализ вероятных ЧС, которые может инициировать объект
исследований ……………………………………………………………………………………. 99
5.5.2 Анализ вероятных ЧС, которые могут возникнуть в лаборатории
при проведении исследований …………………………………………………………… 99
5.5.3 Обоснование мероприятий по предотвращению ЧС и разработка
порядка действия в случае возникновения ЧС …………………………………… 99
5.7 Список нормативных документов …………………………………………………… 103
Заключение ……………………………………………………………………………………………. 106
Использованная литература ……………………………………………………………………. 108
Приложение A ………………………………………………………………………………………. 111

В связи с увеличением травматизма в результате аварий, несчастных
случаев, спортивных травм, терроризма и т.д. возникает потребность в
имплантатах, имеющих остеостимулирующие свойства.
В современной медицине для изготовления имплантатов для
травматологии, ортопедии, челюстно-лицевой хирургии, стоматологии
широко используются металлы и сплавы. В основном, они представлены
титаном и его сплавами, что объясняется их механической прочностью и
устойчивостью к окислению [1]. Несмотря на то, что титан относительно
давно используется в имплантологии, он нуждается в улучшении своих
механических, химических и биологических свойств посредством
модифицирования его поверхности различными физическими и физико-
химическими методами.
В настоящее время существует ряд способов формирования
остеостимулирующих покрытий на металлических имплантатах, однако метод
микродугового оксидирования (МДО) является наиболее отработанным.
Метод МДО, являясь экономичным и экологичным способом
модифицирования поверхности металлов вентильной группы, позволяет
формировать остестимулирующие покрытия толщиной до 40 мкм,
обладающие достаточной адгезией к поверхности подложки [2]. С целью
повышения остеоинтеграции имплантата и предотвращения металлозов на
поверхность имплантатов наносят кальций-фосфатные (КФ) покрытия [3].
Одним из ключевых факторов формирования КФ МДО-покрытий с
оптимальным набором свойств, наряду с подбором составов электролита и
материала основы, является разработка оптимальных электрических
параметров процесса оксидирования, таких как напряжение, ток, частота
следования и длительность импульсов, скорость подъёма напряжения.
Целью данной работы являлось изучение влияния частоты следования и
длительности импульсов на свойства и структуру кальций-фосфатных
покрытий на титановых имплантатах, сформированных методом
микродугового оксидирования.
Для достижения данной цели в работе были поставлены следующие
задачи:
1. Формирование покрытий на поверхности титановых подложек
методом МДО при различных режимах: частотах следования и
длительностях импульсов напряжения МДО;
2. Исследование морфологии, физико-химических и механических
свойств кальций-фосфатных покрытий.
Положение, выносимое на защиту: Длительность импульсов
рабочего напряжения МДО влияет на физико-механические свойства
кальций-фосфатных покрытий, осаждаемых на титановые сплавы,
существеннее, чем частота их следования, следовательно, может быть
эффективным инструментом для изменения свойств биоактивных покрытий.
Личный вклад автора заключается в постановке и решении основных
задач исследования, анализе и интерпретации экспериментальных
результатов. участвовал в прикладных научных исследованиях в рамках
ФЦП: проект «Разработка остеостимулирующих имплантатов на основе
гибридных технологий модифицирования их поверхности и компьютерного
моделирования выхода лекарственных препаратов для персонализированной
медицины при политравме и онкологии»

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!

    Евгений А. доктор, профессор
    5 (154 отзыва)
    Более 40 лет занимаюсь преподавательской деятельностью. Специалист в области философии, логики и социальной работы. Кандидатская диссертация - по логике, докторская - ... Читать все
    Более 40 лет занимаюсь преподавательской деятельностью. Специалист в области философии, логики и социальной работы. Кандидатская диссертация - по логике, докторская - по социальной работе.
    #Кандидатские #Магистерские
    260 Выполненных работ
    Лидия К.
    4.5 (330 отзывов)
    Образование высшее (2009 год) педагог-психолог (УрГПУ). В 2013 году получено образование магистр психологии. Опыт преподавательской деятельности в области психологии ... Читать все
    Образование высшее (2009 год) педагог-психолог (УрГПУ). В 2013 году получено образование магистр психологии. Опыт преподавательской деятельности в области психологии и педагогики. Написание диссертаций, ВКР, курсовых и иных видов работ.
    #Кандидатские #Магистерские
    592 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
    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
    Александр О. Спб государственный университет 1972, мат - мех, преподав...
    4.9 (66 отзывов)
    Читаю лекции и веду занятия со студентами по матанализу, линейной алгебре и теории вероятностей. Защитил кандидатскую диссертацию по качественной теории дифференциальн... Читать все
    Читаю лекции и веду занятия со студентами по матанализу, линейной алгебре и теории вероятностей. Защитил кандидатскую диссертацию по качественной теории дифференциальных уравнений. Умею быстро и четко выполнять сложные вычислительные работ
    #Кандидатские #Магистерские
    117 Выполненных работ
    Александра С.
    5 (91 отзыв)
    Красный диплом референта-аналитика информационных ресурсов, 8 лет преподавания. Опыт написания работ вплоть до докторских диссертаций. Отдельно специализируюсь на повы... Читать все
    Красный диплом референта-аналитика информационных ресурсов, 8 лет преподавания. Опыт написания работ вплоть до докторских диссертаций. Отдельно специализируюсь на повышении уникальности текста и оформлении библиографических ссылок по ГОСТу.
    #Кандидатские #Магистерские
    132 Выполненных работы
    Алёна В. ВГПУ 2013, исторический, преподаватель
    4.2 (5 отзывов)
    Пишу дипломы, курсовые, диссертации по праву, а также истории и педагогике. Закончила исторический факультет ВГПУ. Имею высшее историческое и дополнительное юридическо... Читать все
    Пишу дипломы, курсовые, диссертации по праву, а также истории и педагогике. Закончила исторический факультет ВГПУ. Имею высшее историческое и дополнительное юридическое образование. В данный момент работаю преподавателем.
    #Кандидатские #Магистерские
    25 Выполненных работ
    AleksandrAvdiev Южный федеральный университет, 2010, преподаватель, канд...
    4.1 (20 отзывов)
    Пишу качественные выпускные квалификационные работы и магистерские диссертации. Опыт написания работ - более восьми лет. Всегда на связи.
    Пишу качественные выпускные квалификационные работы и магистерские диссертации. Опыт написания работ - более восьми лет. Всегда на связи.
    #Кандидатские #Магистерские
    28 Выполненных работ
    Татьяна М. кандидат наук
    5 (285 отзывов)
    Специализируюсь на правовых дипломных работах, магистерских и кандидатских диссертациях
    Специализируюсь на правовых дипломных работах, магистерских и кандидатских диссертациях
    #Кандидатские #Магистерские
    495 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету

    Исследование структуры и свойств биоинертных сплавов системы Ti-Nb
    📅 2018год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Кальций-фосфатные мишени для ВЧ-магнетронного осаждения биосовместимых покрытий
    📅 2020год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)