Сплав для изготовления медицинских протезов стал прочнее | Новости науки
Российские ученые предложили способ для улучшения сплава на основе циркония и ниобия (Zr–2,5% Nb). Технология, разработанная сотрудниками НИТУ МИСИС вместе с коллегами из Института металлургии и материаловедения имени А. А. Байкова РАН, позволяет использовать материал в медицинском протезировании.
Сплав уже применяется на производстве зубных имплантатов в Волгодонске. Об этом сообщила пресс-служба НИТУ МИСИС.
Сплав циркония и ниобия традиционно использовался в атомной промышленности для изготовления различных компонентов ядерных реакторов. Это связано с тем, что он обладает высокими термическими свойствами и устойчивостью к коррозии, что гарантирует долговечность конструкций в экстремальных условиях работы.
Однако сплав нашел и применение в медицине. Материалы из циркония являются биологически инертными, поэтому они намного реже вызывают неблагоприятную реакцию организма, чем нержавеющая сталь или титановые сплавы.
Но без специальной обработки штатный Zr-2,5% Nb не соответствуют установленным в медицине требованиям прочности: предел текучести должен быть не менее 600 МПа, предел прочности — не менее 800 МПа. Чтобы сделать материал прочнее, исследователи провели серию экспериментов — в том числе ротационную ковку и последующую термическую обработку.
Исследование показало, что ротационная ковка при температурах 200 — 300°C формирует ультрамелкозернистую структуру сплава с высокой плотностью дислокаций, увеличивая прочность примерно в 2,5 раза. После отжига при температуре 400°C структура стабилизируется, что снижает уровень напряжения и увеличивает пластичность материала.
«Благодаря нашим совместным усилиям, поставленные Чепецким механическим заводом материалы также нашли применение в медицине. В частности, обработанный нами сплав — перспективный материал для изготовления зубных имплантатов и других видов протезов», — рассказал Станислав Рогачев, доцент кафедры металловедения и физики прочности НИТУ МИСИС.
Подробные результаты исследования опубликованы в научном журнале Transactions of the Indian Institute of Metals (Q2).