- Код статьи
- S3034511125010048-1
- DOI
- 10.7868/S3034511125010048
- Тип публикации
- Статья
- Статус публикации
- Опубликовано
- Авторы
- Том/ Выпуск
- Том 520 / Номер выпуска 1
- Страницы
- 33-40
- Аннотация
- Титан и его сплавы обладают рядом уникальных свойств, таких как высокая удельная прочность, устойчивость к коррозии, нетоксичность и биосовместимость с тканями человека. Благодаря этим свойствам они широко используются для создания протезов суставов человеческого тела. В данной работе исследуются слитки сплавов Ti–38Zr–9Nb (ат. %) и полученные из них пластины. Особое внимание уделяется однородности химического состава, микроструктуре, фазовому составу и механическим свойствам. Полученные слитки подходят для дальнейшей обработки давлением. Гомогенизирующий отжиг при температуре 1000°С в течение двух часов разрушает дендритную структуру сплава. После гомогенизирующего отжига α′-фаза полностью растворяется в β-фазе, которая является основной для использования сплава в имплантах. Микроструктура пластины однородна и состоит из полиэдрических β-зерен. Размер зерен после прокатки составляет примерно 100 мкм. Рентгенофазовый анализ показал, что сплав состоит из метастабильного β-Ti, стабилизированного Nb и Zr. Сплав Ti–38Zr–9Nb обладает механическими свойствами, близкими к свойствам человеческой кости, а именно низким модулем упругости, высокой прочностью и пластичностью, которые делают его перспективным материалом для применения в медицинских целях.
- Ключевые слова
- титановые сплавы циркониевые сплавы биосовместимые материалы слитки пластины механические свойства модуль упругости микроструктура
- Дата публикации
- 18.09.2025
- Год выхода
- 2025
- Всего подписок
- 0
- Всего просмотров
- 4
Библиография
- 1. Kim H.Y., Ikehara Y., Kim J.I., Hosoda H., Miyazaki S. // Acta mater. 2006. Т. 54. № 9. P. 2419–2429. https://doi.org/10.1016/j.actamat.2006.01.019
- 2. Zhang J., Li Y., Li W. // J. Mater. Sci. 2021. Т. 56. P. 11456–11468. https://doi.org/10.1007/s10853-021-05814-4
- 3. Patel N., Gohil P. // Int. J. Emerg. Technol. Adv. Eng. 2012. T. 2. № 4. P. 91–101.
- 4. Bai L., Gong C., Chen X., Sun Y., Zhang J., Cai L., Zhu S., Xie S.Q. // Metals. 2019. T. 9. № 9. P. 1004. https://doi.org/10.3390/met9091004
- 5. Chao Q., Hodgson P.D., Beladi H. // Metall. Mater. Trans. A. 2014. V. 45. P. 2659–2671. https://doi.org/10.1007/s11661-014-2205-5
- 6. Park Y.J., Song Y.H., An J.H., Song H.J., Anusavice K.J. // J. Dent. 2013. V. 41. № 12. P. 1251–1258. https://doi.org/10.1016/j.jdent.2013.09.003
- 7. Li Y., Wong C., Xiong J., Hodgson P., Wen C. // J. Dent. Res. 2010. V. 89. № 5. P. 493–497. https://doi.org/10.1177/0022034510363675
- 8. Schneider S.G., Nunes C.A., Rogero S.O., Higa O.Z., Bressiani J.C. // Biomecánica. 2000. V. 8. № 1. P. 84–87. https://doi.org/10.5821/sibb.v8i1.1653
- 9. Mishra A.K., Davidson J.A., Poggie R.A., Kovacs P., Ted J. Mechanical and tribological properties and biocompatibility of diffusion hardened Ti-13Nb-13Zr – A new titanium alloy for surgical implants. In: Medical applications of titanium and its alloys. Brown S.A., Lemons J.E. (eds). ASTM STP 1272, ASTM International, West Conshohocken, PA, 1996. pp. 96–116.
- 10. Black J. Biological performance of materials. Fundamentals of biocompability. 4th ed. Taylor & Francis Group, LCC: Abingdon, UK, 2005. 520 p. https://doi.org/10.1201/9781420057843
- 11. Конушкин С.В., Кирсанкин А.А., Михайлова А.В., Румянцев Б.А., Лукьянов А.С., Каплан М.А., Горбенко А.Д., Сергиенко К.В., Насакина Е.О., Колмаков А.Г., Севостьянов М.А. // Электрометаллургия. 2023. № 10. C. 2–8. https://doi.org/10.31044/1684-5781-2023-0-10-2-8
- 12. Насакина Е.О., Сударчикова М.А., Баикин А.С., Мельникова А.А., Демин К.Ю., Дормидонтов Н.А., Прокофьев П.А., Конушкин С.В., Сергиенко К.В., Каплан М.А., Севостьянов М.А., Колмаков А.Г. // Деформация и разрушение материалов. 2023. № 12. С. 25–29. https://doi.org/10.31044/1814-4632-2023-12-25-29
- 13. Сергиенко К.В., Михайлова А.В., Конушкин С.В., Каплан М.А., Насакина Е.О., Севостьянов М.А., Баикин А.С., Колмаков А.Г. // Металлы. 2022. № 4. C. 33–39. https://doi.org/10.30791/1028-978X-2023-12-32-42
- 14. Mohammed M.T., Khan Z.A., Siddiquee A.N. // Int. J. Chem. Nucl. Metall. Mater. Eng. 2014. V. 8. № 8. P. 822–827. https://doi.org/10.5281/zenodo.1094481
- 15. Chen Q., Thouas G.A. // Mater. Sci. Eng. R Rep. 2015. V. 87. P. 1–57. https://doi.org/10.1016/j.mser.2014.10.001
- 16. Liu Q., Meng Q., Guo S., Zhao X. // Prog. Nat. Sci. Mater. Int. 2013. V. 23. № 6. P. 562–565. https://doi.org/10.1016/j.pnsc.2013.11.005
- 17. Raffa M.L., Nguyen V.-H., Hernigou P., Flouzat-Lachaniette C.H., Haiat G. // J. Orthop. Res. 2021. V. 39. № 6. 1174–1183. https://doi.org/10.1002/jor.24840
- 18. Shahzamanian M.M., Banerjee R., Dahotre N.B., Srinivasa A.R., Reddy J.N. // Compos. Struct. 2023. V. 39. 117262. https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2023.117262
- 19. Konushkin S.V., Kaplan M.A., Sergienko K.V., Gorbenko A.D., Morozova Y.A., Ivannikov A.Yu., Sudarchikova M.A., Sevostyanova T.M., Nasakina E.O., Mikhlik S.A., Kolmakov A.G., Sevostyanov M.A. // Inorg. Mater. Appl. Res. 2024. V. 15. № 2. P. 395–401. https://doi.org/10.1134/S2075113324020266
- 20. Hanawa T. // Sci. Technol. Adv. Mater. 2022. V. 23. № 1. P. 457–472. https://doi.org/10.1080/14686996.2022.2106156
- 21. Popescu S.M., Manolea H., Diaconu O.A., Mercuţ V., Scrieciu M., Dascǎlu I.T., Ţuculina M.J., Obadan F., Popescu F.D. // Defect and Diffusion Forum, 2017. V. 376. P. 12–28. https://doi.org/10.4028/WWW.SCIENTIFIC.NET/DDF.376.12
- 22. O’Brien B. Niobium biomaterials. In: Advances in metallic biomaterials. Niinomi M., Narushima T., Nakai M. (eds). Springer Series in Biomaterials Science and Engineering, vol. 3. Springer, Berlin, Heidelberg, 2015. 245–272. https://doi.org/10.1007/978-3-662-46836-4_11
- 23. Sergienko K.V., Konushkin S.V., Kaplan M.A., Gorbenko A.D., Guo Y., Nasakina E.O., Sudarchikova M.A., Sevostyanova T.M., Morozova Ya.A., Shatova L.A., Mikhlik S.A., Sevostyanov M.A., Kolmakov A.G. // Metals. 2024. V. 14. №11. 1311. https://doi.org/10.3390/met14111311
- 24. Wang B.L., Li L., Zheng Y.F. // Biomed. Mater. 2010. V. 5. № 4. 044102. https://doi.org/10.1088/1748-6041/5/4/044102
