Создание научно-технологических основ производства биорезорбируемых магниевых сплавов c улучшенным комплексом свойств для медицинских имплантатов
Цели проекта: Проведение исследований совместно с научно-исследовательскими и образовательными организациями Японии по отобранным приоритетным направлениям сотрудничества для обеспечения интеграции Российской науки в общемировую научно-исследовательскую сферу, расширения географии международного научно-технического сотрудничества и формирования устойчивых кооперационных связей и получения новых знаний.
Выходные данные проекта:
Тема: Создание научно-технологических основ производства биорезорбируемых магниевых сплавов c улучшенным комплексом свойств для медицинских имплантатов
Заказчик работ: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Программа: Федеральная Целевая программа "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы"
Конкурс: Проведение исследований по отобранным приоритетным направлениям с участием научно-исследовательских организаций и университетов Японии
Приоритетное направление: Индустрия наносистем
Критическая технология: Технологии получения и обработки функциональных наноматериалов
Шифр проекта: 14.583.21.0070
Руководитель работ: Виноградов Алексей Юрьевич
Зам. Руководителя работ: Мерсон Дмитрий Львович
Получатель/Исполнитель: федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тольяттинский государственный университет"
Иностранный партнер: Университет Кумамото, Кумамото, Япония
Продолжительность работ: от 22.11.2017г. до 30.06.2020г.(31 мес.)
Плановое финансирование проекта: 66,0 млн. руб.
Бюджетные средства: 30,0 млн. руб.,
Внебюджетные средства: 36,0 млн. руб.
Ключевые слова: имплантат, биорезорбируемые магниевые сплавы, технологии прецизионного литья, деформационные технологии, микроструктура, управление микроструктурой, механические свойства, скорость коррозии, усталость, усталость в биологически-активной среде.
- Проект направлен на решение научной проблемы, связанной с формированием в магниевых сплавах такого комплекса физических, механических и химических свойств, который бы отвечал требованиям к перспективным материалам для медицинских имплантатов.
- Создание биомедицинских резорбируемых материалов на основе магния, предназначенных для безопасной резорбции материала имплантата и замещения его естественной тканью.
- Выполнен обзор литературы в области разработки биорезорбируемых материалов медицинского назначения, включающий более 250 источников. Изготовлено 10 сплавов систем Mg-Zn-Ca и Mg-Zn-Y. Осуществлены деформационные обработки сплавов методами экструзии, равноканального углового прессования (РКУП), ротационной ковки, всесторонней изотермической ковки (ВИК), изотермической прокатки, а также их разными сочетаниями.
- С точки зрения микроструктуры и текстуры наиболее перспективной представляется обработка методом ВИК, позволяющая проводить обработку больших заготовок до очень больших степеней деформации. Она обеспечивает получение очень однородной мелкозернистой структуры с меньшей остротой текстуры по сравнению с экструзией и РКУП.
- Малолегированные сплавы системы Mg-Zn-Ca в состоянии: после экструзии, ВИК, ВИК+ИК и РКУП имеют соответственно: предел прочности ~300 , ~200, ~260 и ~250 МПа; относительное удлинение (5?14), ~26, ~21 и ~20%. Малолегированные сплавы системы Mg-Zn-Y в состоянии: после экструзии и РКУП имеют соответственно: предел прочности ~430 и ~310 МПа; относительное удлинение ~6,5 и ~19%
- Сочетание различных методов интенсивной пластической деформации для рассматриваемых сплавов применено впервые.
- Полученный набор магниевых сплавов обладает широким диапазоном механических свойств, которые соответствуют или превышают уровень лучших мировых образцов.