Разработка биосовместимых композиционных материалов на базе наноструктурированного никелида титана

• Автор: Насакина, Елена Олеговна
• Шифр специальности: 05.16.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 170 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ НИКЕЛИДА ТИТАНА И СПОСОБЫ ИХ УЛУЧШЕНИЯ

1.1 Строение и механические свойства

1.2 Коррозионная стойкость

1.3 Биологическая совместимость in vivo и in vitro

1.4 Методы изменения эксплуатационных свойств никелида титана

1.4.1 Легирование, пористость и наноструктурирование

1.4.2 Термическая обработка

1.4.3 Обработка внешней поверхности

1.4.4 Создание новой защитной поверхности

1.5. Выводы и постановка задачи исследований
Глава 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1 Производство и подготовка NiTi проволок и пластин сравнения
2.1.1 Получение наноструктурировапного никелида титана
2.1.2 Изменение топографической структуры поверхности механической обработкой
2.1.3 Термическая обработка
2.2 Создание одномерных композитов
2.3 Исследование структуры и состава
2.3.1 Просвечивающая электронная микроскопия
2.3.2 Рентгеновская дифрактометрия
2.3.3 Сканирующая электронная микроскопия
2.3.4 Атомно-эмиссионная спекрометрия
2.3.5 Электронная Оже-спектроскопия
2.3.6 Исследования микроструктуры
2.4 Определение выхода металлических ионов в жидкую среду
2.5 Исследование механических свойств
2.5.1 Определение микротвердости
2.5.2 Статические испытания
2.5.3 Определение температур фазовых переходов
2.6 Биологические исследования
Глава 3. ПОЛУЧЕНИЕ БИОСОВМЕСТИМЫХ ОДНОМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ МЕТОДОМ МАГНЕТРОННОГО РАСПЫЛЕНИЯ
3.1 Влияние технологических параметров на строение композитов
3.1.1 Давление рабочего газа
3.1.2 Время напыления
3.1.3. Напряжение смещения на подложке
3.1.4 Дистанция напыления
3.1.5 Мощность напыления
3.1.6 Обработка поверхности
3.1.7 Природа материалов
3.1.8 Заключение
3.2 Создание биосовметимых композитов с основой из
наноструктурированного никелида титана
3.3. Выводы по главе
Глава 4. ИССЛЕДОВАНИЕ КОРРОЗИОННОЙ СТОЙКОСТИ
4.1 Состав и морфология поверхности №П до погружения
4.2 Выход металлических ионов в жидкие среды
4.2.1 Влияние обработки
4.2.2 Влияние времени и среды
4.2.3 Влияние наноструктуры
4.3. Состав и морфология поверхности N1X1 после погружения.
4.4. Выводы по главе
Глава 5. ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ
5.1. Мпкротвердость
5.2. Статические свойства и температуры фазовых переходов.
5.3. Фрактографические исследования
5.4. Выводы по главе
Глава 6. ИССЛЕДОВАНИЕ БИОСОВМЕСТИМОСТИ
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛ ОЖЕНИЛ

поверхности образуется слой оксида титана: толщиной 150 нм в нейтральном растворе (среднее содержание N1 на поверхности меньше, чем в исходном сплаве, но он присутствует в виде отдельных чисто металлических включений) и 80 нм в кислом (никеля больше или также как в сплаве). После исследования проволоки с необработанной поверхностью были отмечены сложности в повторной пассивации поврежденной области, а поврежденная поверхность обработанных смесью 1НР+4Н1МОз+5Н20 образцов после 3% растяжения и без него легко репассивировалась [58].
Образцы ннкелида титана (содержащие 55% вес. БЛ), МР35Ы (сплав на основе кобальта с 35% вес. N1) и 316Ь нержавеющей стали (11 % вес. N1) после механической шлифовки (1) и электрохимической полировки поверхности (2) выдерживали в физиологическом растворе Хенкса (табл. 1) с клеточными культурами в смешано-газовой окружающей среде (20,9% 02, 5,0% С02 и воздух) при 37°С до 7 дней [71]. Было найдено, что образцы 1 растворялись сильнее, чем 2, но выход N1 из всех образцов уменьшался со временем. Выход из №ТМ первоначально был самым высоким (через 1 ч -159 мкг/л, тогда как из №Т1-2 — около 37 мкг/л), но после 24 ч концентрация ионов составила < 0,1 мкг/л в растворах со всеми образцами кроме МР35Т4-1 (-4 мкг/л). Выход ионов N1 из образцов 316Б-1 был низок изначально и не улучшался из-за пассивирующей обработки. Отмечается, что электрополировка сильно влияет на гомогенность, толщину, топографию и химический состав поверхности, образуя преимущественно слой ТЮ2 [2, 101].
При обработке перекисью водорода по Фентону отмечается образование аморфного ТЮ2 при отсутствии богатого никелем подслоя, что повышает коррозионную стойкость и понижает выход №, а последующее кипячение приводит к кристаллизации поверхности, выщелачиванию никеля, дальнейшему повышению коррозионной стойкости, понижению тромбосопротивления (адгезии с кровяными клетками, способствующей тромбообразованию в сосудах); новая поверхность обладает высокой