Российские ученые разработали способ улучшения механических характеристик сплава на основе циркония и ниобия, чтобы материал отвечал медицинским стандартам прочности. Это позволит использовать сплав при создании зубных имплантов. Технология уже используется при производстве конструкционных элементов зубных имплантов. Исследование опубликовано в журнале Transactions of the Indian Institute of Metals, сообщает пресс-служба НИТУ МИСиС.
Материалы из циркония являются биологически инертными металлами. Они с меньшей вероятностью вызовут неблагоприятную реакцию организма по сравнению с нержавеющей сталью и титановыми сплавами.
«Сплав циркония и ниобия традиционно применяется в атомной промышленности, где он используется для изготовления различных компонентов ядерных реакторов. Это обусловлено его высокими термическими свойствами и устойчивостью к коррозии, что гарантирует долговечность конструкций в экстремальных условиях работы. Однако, 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.
Без специальной обработки штатный Zr-2,5% Nb не соответствует установленным в медицине требованиям: предел текучести должен быть не менее 600 МПа, предел прочности — не менее 800 МПа. Чтобы упрочнить материал, исследователи провели серию экспериментов, включающих ротационную ковку и последующую термическую обработку сплава циркония.
Исследователи показали, 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. Эта методика обработки позволит предприятиям значительно улучшить потребительские характеристики медицинской продукции.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
