Показать меню
13 май 14:16Политика

Создано сверхпрочное покрытие для ортопедических и дентальных имплантатов

Создано сверхпрочное покрытие для ортопедических и дентальных имплантатов

Ученые из Саратовского государственного технического университета имени Ю. А. Гагарина разработали сверхпрочное покрытие — комбинацию титановой основы со сверхтвердым танталсодержащим нанокомпозитом. В этом им помог новейший метод индукционно-термического вакуумного распыления. Покрытие может применяться при изготовлении различных видов медицинских изделий — например, имплантируемых конструкций или инструментов для стоматологии и хирургии. Результаты работы, поддержанной грантом Российского научного фонда, опубликованы в журнале Ceramics International, кратко о них рассказала пресс-служба фонда.

Важным требованием для использования изделий в условиях агрессивной среды, большой механической нагрузки или высокой температуры является повышение их прочности и износостойкости. Одним из эффективных способов решения этой задачи считается индукционная термообработка — нагрев с последующим охлаждением, — которая придает материалу определенную структуру и свойства. Ей подвергают цветные металлы, особенно титан, цирконий и тантал, что открывает большие возможности для повышения качества различных изделий, в том числе медицинского назначения — хирургических инструментов, дентальных имплантатов и ортопедических конструкций, а также их покрытий.

Суть предложенного метода ИТВР. Источник: Александр Фомин

Саратовские ученые предложили лучший подход — индукционно-термическое вакуумное распыление (ИТВР). Они распыляли в вакууме танталовую мишень при помощи высокочастотного тока и осаждали тонкие слои материала на небольшие титановые конструкции. Взаимодействие этих тугоплавких металлов с остаточными газами приводит к созданию оксинитридных покрытий — механической смеси нано- и микроразмерных кристаллитов оксидов и оксинитридов тантала и титана.

Большую роль в формировании структуры играет режим высокотемпературной обработки. Поэтому исследователи изучили систему «индуктор (протекающий в нем ток создает электромагнитное излучение, разогревающее объект) — танталовая мишень — титановое изделие» и численным методом определили ее температурные поля в зависимости от тока индуктора и длительности выдержки. Так ученые подобрали оптимальный режим: при токе около 6500 А и выдержке не менее 300 секунд листовая мишень тантала возгоняется (переходит из твердого состояния в газообразное), а остаточный кислород и азот взаимодействуют с осажденной пленкой на титановой подложке.

Методика «царапания» образцов алмазным конусом. Источник: Александр Фомин

Авторам удалось получить твердые (30–39 ГПа) и сверхтвердые (46–89 ГПа) защитные покрытия, которые характеризуются хорошей биосовместимостью и устойчивостью к коррозии. Также исследователи проверили их на прочность, вдавливая и царапая поверхность алмазными инденторами с определенной силой. Оказалось, что покрытие повышает сопротивляемость титановых изделий истиранию на 40–60 %.

«Формирование сверхтвердых танталсодержащих покрытий на титановых конструкциях позволит существенно повысить качество медицинских изделий. В ближайшем будущем мы планируем расширить экспериментальные исследования по распылению тугоплавких материалов, в частности циркония, молибдена и углерода», — рассказывает руководитель проекта по гранту РНФ Александр Фомин, заведующий кафедрой «Материаловедение и биомедицинская инженерия», ведущий научный сотрудник Саратовского государственного технического университета.

По материалам: polit
Добавить комментарий
Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
Введите два слова, показанных на изображении: *
Лента новостей
Торговый центр Central Phuket объявил о масштабном расширении, которое укрепит позиции Пхукета как престижного мирового островного направления  16:19Филиал ПАО «Россети» установит более 8,3 тыс. стеклянных изоляторов на магистральных ЛЭП в Самарской области19:45В Новосибирске банк Уралсиб стал участником Дня работодателя, организованного НГУЭУ13:08Как снизить риск перелома шейки бедра в сезон гололёда00:37Лагерь "Замечтай" привлечет 50 воспитанников центра "Очаг" к работе над документальным кино20:05Специалисты Viatti рассказали о простых правилах обслуживания шин20:30Эксперты Viatti напомнили 6 простых правил обслуживания шин20:24Предприятие шинного комплекса KAMA TYRES стало победителем конкурса "Потенциал Республики"12:50Торговля серебром: стратегии для частных инвесторов17:42Новая парадигма управления: выводы XV Всероссийского форума по корпоративному управлению19:11VII Сретенская конференция обозначила новые ориентиры для Образа Будущего11:16Главный фестиваль сальсы этой весны соберёт звёзд мировой сцены в Москве01:03Джазовые переложения оркестра Сергея Жилина стали хитом вечера памяти Римского-Корсакова12:43Альтовая домра доказала статус яркого сольного инструмента20:57B2B-платформа Hainago получит 5 млрд рублей от китайского инвестора для развития в России19:04На нижнекамском механическом заводе состоялся конкурс профессионального мастерства15:18Алексей Галкин, генеральный директор ООО «БИТ» о роли СФО в структурировании активов и развитии финансового рынка20:59Команда KAMA TYRES представила творческую программу на фестивале в Татарстане18:30
Популярные новости