Пример готовой дипломной работы по предмету: Материаловедение
Содержание
Введение 7
1 Аналитический обзор литературы 8
1.1 Металлические биоматериалы 8
1.1.1 Краткая характеристика элементов Ti, Nb, Ta, Zr 8
1.2 Металловедение титановых сплавов 10
1.2.1 Полиморфное β→α превращение в чистом титане 10
1.2.1.1 Кинетика и механизм полиморфного превращения 10
1.2.1.2 Влияние примесей на полиморфное превращение в титане 16
1.2.2 Классификация титановых сплавов 18
1.2.2.1 Взаимодействие титана с легирующими элементами 18
1.2.2.2 Метастабильные сплавы в титановых сплавах 19
1.2.2.3 Классификация титановых сплавов 20
1.3 Выплавка титановых сплавов 21
1.4 Термомеханическая обработка титановых сплавов 23
2 Материалы и методики исследования 27
2.1 Исследование структуры слитков 27
2.1.1 Объект исследования 27
2.1.2 Выплавка сплава 27
2.1.2.1 Описание метода выплавки 27
2.1.2.2 Выплавка сплава Ti-22Nb-6Ta 29
2.1.3 Изготовление шлифа 29
2.2. Методы исследования 30
2.2.1. Определение содержания примесей 31
2.2.2 Микрорентгеноспектральный анализ 32
2.2.3 Определение шероховатости поверхности с помощью профилометра TR200 34
2.2.4 Рентгенографическое исследование 34
2.2.5 Просвечивающая электронная микроскопия 35
2.2.6 Определение краевого угла смачивания 37
2.2.7 Длительные коррозионные испытания 38
3 Анализ результатов 39
3.1 Структура слитка Ti-Nb-Ta 39
3.1.1 Общий вид слитка 39
3.1.2 Оптическая микроскопия 43
3.1.3 Микрорентгеноспектральный анализ (МРСА) 45
3.1.4 Определение чистоты слитка 52
3.2 Характеристика поверхности пластин Ti-Nb-Ta 53
3.2.1. Термомеханическая обработка 53
3.2.2 Микрорентгеноспектральный анализ 54
3.2.3 Параметры шероховатости 57
3.2.4 Фазовый рентгеноструктурный анализ 58
3.2.5 Просвечивающая электронная микроскопия 60
3.2.6 Оценка смачиваемости поверхности 62
3.2.7 Длительные коррозионные испытания 64
4 Безопасность жизнедеятельности 65
4.1 Идентификация опасных и вредных производственных факторов 65
4.2 Характеристика используемых веществ и материалов 66
4.2.1 Физические и химические характеристики 66
4.2.2 Характеристики токсичности 66
4.2.3 Характеристика пожаровзрывоопасности 67
4.3 Санитарно-гигиеническая и противопожарная характеристики помещения 67
4.3.1 Требования в планировке помещения 67
4.3.2 Требования к микроклимату помещения 67
4.3.3 Требования к освещенности лаборатории 68
4.3.4 Требования безопасности при устройстве и эксплуатации коммуникаций 69
4.4 Разработка мер защиты от опасных и вредных факторов 69
4.6 Специальные разработки по обеспечению безопасности 72
4.7 Охрана окружающей среды 77
5 Экономика производства 79
5.1 Анализ рынка 79
5.2 Новые разработки 81
Выводы 83
Список использованных источников 84
Выдержка из текста
Сплавы на основе титана нашли широкое применение в качестве материалов для медицины благодаря уникальному сочетанию свойств: высокой прочности, малой плотности, высокой коррозионной стойкости, хорошей биосовместимости. Одна из важнейших областей использования титановый сплавов – имплантология, в том числе ортопедическая, челюстно-лицевая, дентальная.
Материал для костных имплантатов должен отвечать требованиям биомеханической и биологической совместимости с костной тканью. Это означает, что он должен быть схож с ней по механическим свойствам (обладать схожим модулем Юнга 10 –
4. ГПа и проявлять эффект сверхупругости не менее 2 %), содержать только безопасные компоненты, разрешенные к медицинскому применению, и обладать высокой коррозионной стойкостью в средах организма.
Один из самых распространенных материалов для изготовления имплантатов – чистый титан. Этот материал обладает рядом достоинств: хорошие механические свойства; малый удельный вес; высокая биосовместимость за счет образования на поверхности прочной защитной биоинертной пленки из диоксида титана. В то же время по своим механическим свойствам титан плохо совместим с костью, в частности, имеет более высокий модуль Юнга (105 ГПа).
Это приводит к тому, что в процессе эксплуатации в системе «кость – имплантат» большая часть нагрузки приходится на имплантат, в результате чего костная ткань не подвергается воздействию механических напряжений необходимой величины, что приводит к постепенной резорбции кости и ослаблению фиксации имплантата.
Список использованной литературы
1 Davis J.R. (ed.) Handbook of Materials for Medical Devices. – Materials Park, Ohio: ASM International, 2003.
2 Long M., Rack HJ Titanium alloys in total joint replacement – a materials science perspective // Biomaterials.– 1998.– V. 19.– Р. 1621-1639.
3 Титан // Химическая энциклопедия / Химик.ру.– URL: http://www.xumuk.ru/encyklopedia/2/4478.html (дата обращения 03.06.2014).
4 Ниобий // Химическая энциклопедия / Химик.ру.– URL: http://www.xumuk.ru/encyklopedia/2/2890.html (дата обращения 03.06.2014).
5 Тантал // Химическая энциклопедия / Химик.ру.– URL: http://www.xumuk.ru/encyklopedia/2/4312.html (дата обращения 03.06.2014).
6 Цирконий // Химическая энциклопедия / Химик.ру.– URL: http://www.xumuk.ru/encyklopedia/2/5212.html (дата обращения 03.06.2014).
7 Носова Г.И. Фазовые превращения в сплавах титана. – М.: Металлургия, 1968.
8 Диаграммы состояния двойных металлических систем: Справочник: В 3 т. / Под общ. ред. Н.П. Лякишева. – М.: Машиностроение, 2001.
9 Колачев Б.А., Елагин В.И., Ливанов В.А. Металловедение и термическая обработка цветных металлов и сплавов.– М.: МИСиС, 1999.
10 Kim H.Y., Kim J.I., Inamura T. // Materials Science and Engineering A.– 2006.– V.
438-440.– P. 839-843.
11 Kim H.Y., Hashimoto S., Kim J.I. // Materials Science and Engineering A.– 2006.– V. 417.– P. 120-128.
12 Kim H.Y., Sasaki T., Okutsu K. // Acta Materialia.– 2006.– V. 54.– P. 423-433.
13 Kim J.I., Kim H.Y., Inamura T. // Materials Science and Engineering A.– 2005.– V. 403.– P. 334-339.
14 Hao Y.L., Niinomi M., Kuroda D. // Metallurgical and Materials Transactions A.– 2002.– V. 33A.– P. 3137-3144.
15 Hao Y.L., Niinomi M., Kuroda D. // Metallurgical and Materials Transactions A.– 2003.– V. 34A.– P. 1007-1012.
16 Sakaguchi N., Niinomi M., Akahori T. // Materials Science and Engineering C.– 2005.– V. 25.– P. 363-369.
17 Santos D.R. dos, Henriques V.A.R., Cairo C.A.A. e.a. Production of a Low Young Modulus Titanium Alloy by Powder Metallurgy // Materials Research.– 2005.–V. 8.–№ 4.–P. 439-442.
18 Вакуумная металлургия / Под ред. А.М. Самарина, М.: Металлургиздат, 1962.
19 Казачков Е.А., Чепурной А.Д. Вакуумно-дуговой переплав: Учеб. пособие для студ. вузов.− Мариуполь: ММИ, 1992.
20 Волохонский Л.А. Вакуумные дуговые печи.− М., Энергоатомиздат, 1985.
21 Термомеханическая обработка металлов и сплавов. Т. 1, 2 / Бернштейн М.Л.– М.: Металлургия, 1968.
22 Ультрамелкозернистые сплавы с памятью формы: Учеб. пособие / Прокошкин С.Д., Хмелевская И.Ю., Рыклина Е.П. и др.− М.: МИСиС, 2005.
23 Brailovski V., Prokoshkin S.D., Khmelevskaya I.Yu. // Materials Trans. JIM.– 2006.– V. 47.– No.3.– P. 795-804.
24 Prokoshkin S.D., Brailovski V., Inaekyan K.E. // Mater. Sci. Eng. A, 2008, V. 481-482,
P. 114-118.
25 …..
26…..
……
40….
