Закономірності формування біосумісних захисних покриттів на титанових та залізних сплавах для штучних протезів та медичного інструменту

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.advisorСидоренко, С. І.uk
dc.contributor.advisorSidorenko, S. I.en
dc.contributor.advisorСидоренко, С. И.ru
dc.contributor.departmentКафедра фізики металівuk
dc.contributor.facultyІнженерно-фізичний факультетuk
dc.contributor.researchgrantorНаціональний технічний університет України «Київський політехнічний інститут»uk
dc.date.accessioned2017-11-02T12:24:56Z
dc.date.available2017-11-02T12:24:56Z
dc.date.issued2011
dc.description.abstractenRegularities of structural phase transition at the formation of biocompatible protective coating by complex high-energy treatment were determined. This could consciously control the processes of their creation as well as a set of performance properties. An important characteristic of biocompatible coatings is their strong connection with the base that ensures long-term strength of implants in the human body. High adhesion strength is provided by the ascending diffusion of the alloying element, aluminum (base coat) of the sample volume, where it is in solid solution to the surface where it forms a thin transition layer strongly bound to the crystal lattice of the material base. The next oxidation leads to the formation of coatings on aluminum oxide (Al2O3), which also has a strong connection with the base. The process of rising diffusion occurs toward the flow of radiation defects-vacancies that arise on the surface bombarded by ions of inert gas (argon) and moved deep into the sample. Model alloys of titanium with aluminum were used as the samples. Installed options and schemes developed devices for ion-plasma processing modes that provide the surface bombardment by ions in the given range of energies required for the creation of radiation defects and which do not lead to sputtering of surface atoms. Developed complex methods of biocompatible coatings based on aluminum oxide at the pulsed high-energy treatment – electro-spark alloying and laser chemical-heat treatment of titanium alloy VT1-0, which is used for the manufacture of implants. Also investigated formation of biocompatible coatings based on zirconium oxide. High adhesion strength of coatings due to the fact that the processing occur micro metallurgy processes in which fusion occurs coating material and material basis. The optimum parameters of the complex process – electro-spark alloying and laser irradiation that leads to an increase of microhardness and wear resistance biocompatible coatings. On the basis of the study suggested a qualitative model of structural phase transitions occurring under extreme conditions of pulsed high-energy electro-spark and laser chemical-heat treatment in saturating media.uk
dc.description.abstractruОпределены закономерности структурно-фазовых преобразований при формировании биосовместимых защитных покрытий методами комплексной высокоэнергетической обработки, что позволяет сознательно управлять процессами их создания, а также комплексом эксплуатационных свойств. Важной характеристикой биосовместимых покрытий является их прочная связь с основой, обеспечивающей долговечность существования имплантатов в организме человека. Высокая адгезионная прочность обеспечивается за счет восходящей диффузии легирующего элемента – алюминия (основы покрытия) из объема образца, где он находится в твердом растворе, к поверхности, где он образует тонкий переходный слой прочно связанный с кристаллической решеткой материала основы. Последующее окисление приводит к формированию покрытия из окиси алюминия (Аl2О3) которое тоже имеет прочную связь с основой. Процесс восходящей диффузии происходит навстречу потоку радиационных дефектов – вакансий, возникающих на поверхности при бомбардировке её ионами инертного газа (аргона) и перемещающихся вглубь образца. В качестве образцов использованы модельные сплавы титана с алюминием. Установлены параметры и разработаны схемы устройств для проведения режимов ионно-плазменной обработки для обеспечения бомбардировки поверхности ионами в заданном интервале энергий, который необходим для создания радиационных дефектов, и не приводит к распылению поверхностных атомов. Разработаны комплексные методы формирования биосовместимых покрытий на основе окиси алюминия при импульсном высокоэнергетическом воздействии – электроискрового легирования и лазерной химико-термической обработки сплава титана ВТ1-0, который используют для изготовления имплантатов. Исследованы процессы формирования биосовместимых покрытий на основе оксидов циркония. Высокая адгезионная прочность таких покрытий обусловлена тем, что при обработке происходят микрометаллургические процессы, в результате которых происходит сплавление материала покрытия и материала основы. Определены оптимальные параметры комплексной обработки – электроискрового легирования и лазерного облучения, что приводит к повышению микротвердости и износостойкости биосовместимых покрытий. На основе проведенного исследования предложена качественная модель структурно-фазовых превращений, происходящих при экстремальных условиях импульсной высокоэнергетической электроискровой и лазерной химико-термической обработки в насыщающих средах.uk
dc.description.abstractukВстановлено закономірності структурно-фазових перетворень при формуванні біосумісних захисних покриттів методами комплексної високоенергетичної обробки, що дозволяє свідомо керувати процесами їх створення, а також комплексом експлуатаційних властивостей. Важливою характеристикою біосумісних покриттів є їх міцний зв'язок з основою, що забезпечує довговічність існування імплантатів в організмі людини. Висока адгезійна міцність забезпечується за рахунок висхідної дифузії легуючого елементу – алюмінію (основи покриття) з об’єму зразка, де він знаходиться у твердому розчині, до поверхні, де він утворює тонкий перехідний шар міцно зв’язаний з кристалічною граткою матеріалу основи. Наступне окислення призводить до формування покриття з окису алюмінію (Аl2О3)яке теж має міцний зв'язок з основою. Процес висхідної дифузії відбувається назустріч потоку радіаційних дефектів – вакансій, які виникають на поверхні при бомбардуванні її іонами інертного газу (аргону) і переміщуються вглиб зразка. В якості зразків використані модельні сплави титану з алюмінієм. Встановлені параметри та розроблені схеми пристроїв для проведення режимів іонно-плазмової обробки, які забезпечують бомбардування поверхні іонами в заданому інтервалі енергій, необхідному для створення радіаційних дефектів, який не приводить до розпилення поверхневих атомів. Розроблені комплексні методи формування біосумісних покриттів на основі окису алюмінію при імпульсному високоенергетичному впливі – електроіскровому легуванні та лазерній хіміко-термічній обробці сплаву титану ВТ1-0, який використовують для виготовлення імплантатів. Досліджено також процеси формування біосумісних покриттів на основі окислів цирконію. Висока адгезійна міцність таких покриттів зумовлена тим, що при обробці відбуваються мікрометалургійні процеси в результаті яких відбувається сплавлення матеріалу покриття і матеріалу основи. Визначені оптимальні параметри комплексної обробки – електроіскрового легування та лазерного опромінення, що призводить до підвищення мікротвердості та зносостійкості біосумісних покриттів. На основі проведеного дослідження запропонована якісна модель структурно-фазових перетворень, що відбуваються при екстремальних умовах імпульсної високоенергетичної електроіскрової та лазерної хіміко-термічної обробки в насичувальних середовищах.uk
dc.format.page7 с.uk
dc.identifier2213-ф
dc.identifier.govdoc0109U000455
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/20963
dc.language.isoukuk
dc.publisherНТУУ «КПІ»uk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.subjectбіосумісні покриттяuk
dc.subjectокисленняuk
dc.subjectіонно-плазмова обробкаuk
dc.subjectзахисні покриттяuk
dc.titleЗакономірності формування біосумісних захисних покриттів на титанових та залізних сплавах для штучних протезів та медичного інструментуuk
dc.title.alternativeFormation regularities of the biocompatible coatings on titanium and iron alloys for artificial limbs and medical instrumentsuk
dc.title.alternativeЗакономерности формирования биосовместимых защитных покрытий на титановых и железных сплавах для искусственных протезов и медицинского инструментаuk
dc.typeTechnical Reportuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
2213-f.pdf
Розмір:
312.84 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
7.74 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Анотовані описи завершених науково-дослідних робіт КПІ ім. Ігоря Сікорського
Анотовані описи звітів про НДР (ФМ ІФФ)