авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 | 2 || 4 |

«ФГБОУ ВПО «Саратовский государственный технический университета имени Гагарина Ю.А.» На правах рукописи ...»

-- [ Страница 3 ] --

Анализ спектрограмм также указывает на отсутствие в явном виде характерных четких пиков для ГА на участке 600...500 см–1, где наблюдается широкий максимум, свидетельствующий о наличии фазы ТКФ и оксида кальция, а так же о потере монокристалличности. Широкая полоса малой интенсивности с максимумом 3400...3200 см–1 и полоса 1631 см-1 относятся к валентным и деформационным колебаниям структурно несвязанной воды.

Данное исследование показывает, что для оценки влияний термических воздействий на изменения состава и структуры материала недостаточно использовать метод РФА. Так, показано, что имеется практически полное отсутствие линий колебаний ОН–-группы, входящей в структуру ГА, на спектрах ИК и КР напыленного покрытия. В то же время результаты РФА указывают на наличие фазы ГА в составе покрытия.

Лазерная модификация проводится в соответствии с методикой для получения эмпирических зависимостей, предполагающей обработку покрытия при изменении 3 технологических режимов: напряжения накачки активного элемента, длительности лазерного импульса, коэффициента перекрытия пятен облучения. С точки лазерной технологии первые два режима определяют наиболее часто используемый энергетический параметр «плотность мощности» излучения, измеряемый в Вт/м2. В связи с этим для оценки влияния факторов представляется удобным использование 4-х значений плотности мощности в соответствие с планом эксперимента:

0,53108 Вт/м2;

0,91108 Вт/м2;

1,51108 Вт/м2;

1,81108 Вт/м2 при двух значениях коэффициента перекрытия пятен: 15 % и 75 %.

Результаты рентгенофазового анализа в сочетании с данными ИК и КР-спектроскопии обработанных покрытий на всех режимах не позволяет выявить какую-либо новую фазу (рис.4.7). Это свидетельствует об отсутствии возможных негативных последствий, связанные с обратным эффектом разложения ГА под действием высоких температур. Увеличение плотности мощности с q=0,53 Вт/см2 до 1,91 Вт/см2 свидетельствует об увеличении содержания фазы СаО за счет частичного преобразования фазы ТКФ. В тоже время на образцах из 1 и 2 серии отчетливо идентифицируются пики, отвечающие фазе TiO, что не является характерным для образцов серий 3-8. Этот факт связан с особенностями пробоподготовки, когда счищенное покрытие может захватить материал основы.

Данные рентгенограмм указывают на то, что наибольшее разрешение спектров относится к покрытиям, обработанным при q=0,53 Вт/см2. Степень кристалличности возрастает до 34 %, что связано с увеличением содержания фазы ГА при перекристаллизации АФК.

Коэффициент перекрытия пятен не оказывает существенного качественного влияния, что согласуется с построенной эмпирической зависимостью (4.25). Фаза СаО присутствует во всех образцах. Главной особенностью полученных рентгенограмм является ожидаемое снижение степени общей аморфизации покрытия, что связано с преобразованием аморфного фосфата кальция в ГА и возможным повышением содержания фазы оксида кальция. Не несмотря на то, что увеличение плотности мощности до 1,91108 Вт/м2 снижает разрешающую способность РФА спектра происходит увеличение степени кристалличности до 52 %.

Рис. 4.7. Рентгенограммы ГА модифицированных покрытий, прошедшие компьютерную усредняющую к нулю обработку После лазерной модификации наблюдается совпадение спектров ИК и КР анализов от покрытия и тех же спектров, полученных от исходного порошка. Отличительной и главной особенностью является присутствие полосы с частотой в максимуме 631 см-1, характеризующей, как ранее было отмечено, трансляционно-либрационные колебания О-Н группы, ответственной за стехиометрический состав ГА (рис.4.6 а,в). Соответственно, спектр КР дополняется линией с частотой в максимуме 3562 см-1, свидетельствующей о восстановлении структуры кристаллогидрата в ГА покрытии.

а б Рис. 4.8. ИК-спектр (а) и КР-спектр (б) покрытия, обработанного лазерным излучением в среде воды при U=250 В и =6 мс Таким образом, данные ИК и КР анализов указывают на восстановление фазы ГА в напыленном покрытии после лазерной модификации. Изменение режимов обработки оказывает влияние только на разрешающую способность спектров. Так, обработка покрытия при режимах U=250 В и =2 мс, соответствующих q=0,53108 Вт/м2 практически не позволяет идентифицировать линию 631 см-1, тогда как обработка при U=290 В приводит к значительному зашумлению ИК и КР спектров, что аналогично для данных РФА. Установлено, что наилучшая разрешающая способность спектров получена при обработке покрытия при параметрах U=250 В, =6 мс при q=1,51108 Вт/м2.

Изменения в фазовом составе ГА материала после напыления и модификации покрытия взаимосвязаны с процессами изменения структуры и морфологии покрытия. В связи с этим проводились исследования методами РЭМ и ЭДС морфологии и структуры покрытия и исходного порошка.

В отличие от оптической микроскопии метод РЭМ позволяет более качественно проводить микроанализ покрытия и исходного порошка.

Проведенное РЭМ-исследование частицы порошка позволяет визуально выявить его поликристаллическое строение с высокой степенью разрешения (рис.4.9) Для этого исследования выбираются частицы напыляемого порошка дисперсностью порядка 70 мкм. В отличие от оптической микроскопии РЭМ позволяет разглядеть наличие на крупных частицах значительное количество мелких частиц субмикронных размеров от 1 до 10 мкм при увеличении от 500 крат (рис.4.9 а). Их образование, вероятнее всего, связано с особенностями процесса жидкофазного синтеза ГА и последующего механического перетирания полученных агломератов. В процессе изготовления порошка заданной фракции всегда будут присутствовать более мелкие субмикронные частицы, которые не отсеиваются и рассматриваются как пыль, сгорающая в потоке высокотемпературной плазмы.

Субмикрокристаллическое зеренное строение частицы порошкового ГА отчетливо проявляется при увеличении свыше 100 тыс. крат (рис. 4.9 г).

Размер единичного выделенного из связки зерна не превышает 0,1 мкм, на основании чего можно утверждать о нанометровой размерности структуры порошка. Все зерна находятся в связанном состоянии друг с другом так, что между ними образована сеть нанометровых каналов. В процессе плазменного напыления, при расплавлении, воздух из этих каналов частично растворяется в материале, что сказывается на изменении фазового состава покрытия из ГА, а частично перераспределяется с формированием более крупных пор в зависимости от степени прогрева и расплавления частицы (рис. 4.14). На следующем этапе изучается морфология и структура напыленного покрытия при помощи методов РЭМ и ЭДС.

а б г в Рис. 4.9. РЭМ изображение частицы ГА порошка с увеличением: а) 500 крат, б) 2 тыс. крат, в) 20 тыс. крат, г) 100 тыс. крат Элементами макро- и микроструктуры плазменных покрытий являются напыленные частицы и поровое пространство между ними (рис. 4.10 а).

Существуют сложные системы описания всех видов напыленных частиц, учитывающих, например, энергетическое состояние напыляемых частиц и основы под покрытие. При напылении керамических порошков, таких как ГА, формируется покрытие, характеризуемое большим разнообразием видов частиц по сравнению с напылением титановых порошков, что связано, в первую очередь, с низкой теплопроводностью керамики. В этом случае частицы порошка могут быть оплавлены снаружи, расплавлены полностью, расплавлены и начаты затвердевать по градиенту к центру и т.д.

Для описания структуры электроплазменного ГА покрытия наиболее полной представляется классификация, основу которой составляет механизм формообразования частиц и способ их охлаждения [46]. Данная классификация предполагает для каждого типа частиц однородную форму и одинаковую скорость затвердевания. Микроструктура частиц определяется их типом.

б а г в Рис. 4.10. РЭМ-изображение морфологии ГА покрытия, напыленного порошком дисперсностью 70-90 мкм при различных увеличениях: а) 5 тыс.

крат, б) 10 тыс. крат, в) 21,75 тыс. крат, г) 64,24 тыс. крат.

По указанной классификации частицы, не расплавившиеся в плазме, обозначаются как тип I. Данные частицы, чаще всего, упруго отражаются от основы и не фиксируются в образующемся покрытии. Частицами II-го типа обозначены частицы, полностью расплавленные в плазме и затвердевшие до соударения. Они обладают сферической формой. Их размер уменьшается ввиду расплавления и уплотнения. Распределение по размерам, полученное на одинаковых покрытиях, показывает, что порядка 90-95 % частиц II-го типа находятся в интервале 10…40 мкм (рис.4.10). Оставшиеся 5-10 % частиц достигают максимальных размеров 50-60 мкм.

б а размер, мкм 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 номер геометрического элемента по порядку в Рис. 4.11. РЭМ-изображение морфологии покрытия ГА а) увел. 500 крат, б) 75,94 тыс.крат;

в) распределение частиц (сфероидальных геометрических элементов) по размерам В основном, морфология всех ГА покрытий представлена частицами, полностью расплавленными в потоке плазмы, деформировавшимися и затвердевшими на основе в виде дисков толщиной 1-10 мкм. Данные частицы имеют ориентировочную скорость охлаждения 106-108 К/с и обозначаются как III тип (рис.4.11). Среди них выделяются частицы, отличающиеся по структуре и типу поверхности. В аморфном состоянии они обозначаются типом III а), а дискообразные частицы с кристаллической структурой, сформированной при более низких температурах, обозначаются III б) (рис.4.12).

Рис. 4.12. РЭМ-изображение частиц покрытия III типа с двумя характерными видами поверхности, увел. 20,32 тыс. крат.

При формировании частиц III-го типа происходит разбрызгивание напыляемого материала под углом 0-30 к поверхности. Образующиеся при этом сферические частицы с размерами, не превышающими 10 мкм, относятся к IV тип (рис. 4.14 б). Эти частицы затвердевают и охлаждаются в полете либо на поверхности. Точечный контакт с поверхностью снижает скорость их охлаждения, вследствие чего они сохраняют кристаллическую структуру.

Частицы после термоударного дробления а Результат термоударного дробления б Рис. 4.13. РЭМ-изображения морфологии покрытия: а) частицы после ТУД, б) остатки частицы порошка после ТУД Известно, что для процесса плазменного напыления кальций фосфатных материалов характерен эффект термоударного дробления (ТУД), вызванного внутренним термическим напряжением, высоким градиентом температуры и низкой теплопроводностью порошкового материала [19].

Результатом данного эффекта является разрушение частиц порошка, как правило, в потоке плазмы при подлете к поверхности. На РЭМ-изображениях морфологии покрытий (рис.4.13), хорошо видно два характерных результата ТУД. Во-первых, наблюдаются не полностью разрушенные частицы, сохранившие сферическую форму, которые можно обозначить как тип II-а.

Их размер находится в диапазоне 40-70 мкм у исходной напыляемой частицы. Во-вторых, можно заметить остатки разрушенной частицы, либо часть ее в виде крупных скоплений, состоящих из микронных сферических частиц, схожих с типом II-б (рис.4.13, 4.14).

Исследования ЭДС позволяют определять химический состав материала, как на поверхности сканирования, так и в локальных точках. В связи с тем, что особенностью ЭДС-метода является минимальная область измерений, ограниченная размером 6 мкм, то и локальная точка ограничена мкм.

Рис. 4.14. РЭМ-изображение остатков разрушенной частицы ГА с обозначением контура интегрального измерения ЭДС анализа ЭДС-анализ в сочетании с РЭМ и микроанализом позволяют в целом не только определять химический состав и распределение химических элементов по поверхности, но и предполагать локализацию той или иной фазы на сколах покрытия.

Измерения, проведенные посредством ЭДС-анализа, указывают на то, что после процессов ТУД частиц порошка от фазового состава ГА остается в основном оксид кальция и аморфный фосфат кальция. В спектре, полученном при интегральном измерении поверхности выбранного участка с остатками разрушения, можно видеть значительное преобладание Са и О 2.

Небольшое количество фосфора отмечается ввиду наличия фазы распада ГА.

Таблица 4.5. Значения химических элементов для рис. 4. Спектр O, вес. % P, вес. % Ca, вес. % Спектр 1 41,16 11,08 45, Пористость является одной из важнейших характеристик биоактивных покрытий дентальных имплантатов, поскольку для достижения надежной остеоинтеграции костная ткань должна прорастать в поры покрытия. Наличие пористой микроструктуры является одним из главных преимуществ электроплазменных покрытий.

б поры а Рис. 4.15. РЭМ-изображение морфологии покрытия с обозначением скрытых пор а) увел. 5 тыс. крат, б) увел. 59 тыс. крат.

Общая суммарная пористость покрытия складывается из трех общих видов пор: открытая пористость, сообщающихся пор с поверхностью покрытия и поверхностью металлической основы;

пористость закрытых пор, не сообщающихся ни с одной поверхностью;

пористость тупиковых пор, не сообщающихся с поверхностью основы (рис. 4.15, 4.16).

Рис. 4.16. Микроструктура напыленных частиц ГА, осажденных друг на друге, увел. 41.08 тыс. крат.

Соотношение типов пор в плазмонапыленных покрытиях остается не до конца изученным. Однако ясно, что все три типа пор и их характеристика могут играть определяющее или второстепенное значение в зависимости от области использования покрытия.

Данные РЭМ позволяют расширить информационную базу в вопросе исследования пористости покрытий. Большую часть крупных закрытых пор можно различать при помощи РЭМ поверхности, где они выделяются темными круглыми пятнами на деформированных частицах III типа (рис.

4.15 а). Некоторые открытые поры часто выглядят в виде круглых отверстий, пронизывающих насквозь несколько слоев покрытия. В подобных участках часто наблюдаются механизмы разрушения материала, в том числе расходящиеся трещины. Предполагается, что возникновение закрытых пор происходит в процессе образования и схлопывания газового пузыря в точке контакта с расплавленной частицей при резком нагреве поверхности.

а б в г д Рис. 4.17. Микроструктура на сколах частиц плазменного ГА покрытия с отображением разветвленной пористой сети а) увел. 7,84 тыс. крат., б) 28, тыс. крат., в) 16,61 тыс. крат., г) 63,39 тыс. крат., д) 122,39 тыс. крат.

При более подробном исследовании микроструктуры деформированных частиц на сколах покрытий впервые выявлено значительное разнообразие пористой структуры. Выделяются крупные макропоры, не превышающие толщину самой частицы, микропоры менее 1 мкм и сеть пористых каналов (рис.4.17 а,б,в).

В действительности в покрытии встречаются более сложные по форме и микроструктуре частицы, содержащие в своем объеме разные типы структур, описанные выше. Поэтому целесообразно говорить о видах частиц [46].

б а Рис. 4.18. РЭМ-изображение пористой структура напыленной сферической частицы при увеличениях: а) 10 тыс. крат, б) 50 тыс. крат.

В покрытии часто встречаются частицы одинаковой формы, но с различной структурой и типом поверхности. Например, имеются сферические частицы с характерной пористой структурой и зеренным строением. Их можно обозначить как вид I-II. Ранее было отмечено, что фиксация сферической формы возможна при остывании расплавленной частицы до соударения с основой. Такая пористая структура может быть вызвана повышенным внутренним давлением в частице, при котором происходит вздутие и разрушение межзеренных границ и образование воздушных каналов. Данное разрушение является следствием значительного внутреннего термического напряжения, возникающего из-за низкой теплопроводности материала и высокого градиента температур. Процесс характерен для плазменного напыления и подтверждается распространением на покрытии частиц в более или менее разрушенном состоянии с размерами 40-70 мкм (рис.4.13). Судя по анализу фотографий оно возникает чаще всего вблизи или при ударе об основу, когда напряжение возрастает.

Встречаются частицы с пористой структурой округлой формы в проекции плоскости, но при этом дерформировавшиеся в контактной зоне на основе, что отчетливо видно на сколах покрытий (рис. 4.20 а). В зоне деформации происходит уплотнение материала. Такие частицы, полностью расплавленные и начавшие затвердевать по градиенту к центру, фиксируются на поверхности при выплескивании жидкой части и обозначаются II-III видом. Вылившаяся часть, способная образовывать кратеры или несквозные отверстия-поры, затвердевает при максимальных скоростях охлаждения.

а б в г Рис. 4.20. РЭМ-изображение одной из характерных видов частица покрытия, расплавленной в потоке плазмы и начавшей затвердевать с поверхности при образовании вылившейся жидкой части Обнаружено, что одна из характерных структурных видов поверхности – зерненная – не соответствует внутренней структуре. Размер зерен от 30 до 100 нм, позволяет говорить о наноструктурном слое поверхности, глубина которой не превышает двух диаметров крупных зерен. На сколе (рис. 4.21 в) можно заметить, что две деформированные частицы, характеризуемые различным типом поверхности (зерненной и гладкой), обладают визуально одинаковой внутренней структурой.

а б в г Рис. 4.21. Субзеренное строение поверхности частиц покрытия и их структура на сколе при увеличениях: а) 12,67 тыс. крат;

б) 36,97 тыс. крат;

в) 41,16 тыс. крат;

г) 98,56 тыс. крат Важным показателем биоактивности кальций-фосфатных материалов является стехиометрическое соотношение кальция к фосфору. В соответствие с кристаллохимической формулой оно равно величине 1,67. По данным разных исследований известно, что биоапатит кости может иметь отклонение отношения Са/Р от теоретического диапазоне от 1,37 до 1,77 [4,11,33].

В плазмонапыленном покрытии из ГА также происходит значительное увеличение величины соотношения. Сканирование поверхности площадью мм2 показывает среднюю величину Са/Р = 2,2 при дисперсии 0,8. Причиной, как ранее неоднократно отмечалось, является испарение фосфора и фазовые изменения ГА, результатом которых становится образование фазы оксида кальция, повышающей соответственно соотношение Ca/P.

а б Рис. 4.22. Микроструктура на сколе напыленной частицы ГА с обозначением области измерения химсостава: а) внутренняя, объемная зона часть а) поверхностная зона Изготовление сколов покрытий позволяет проводить исследование химического состава не только на поверхности частицы, но и внутри нее (рис. 4.22). Выявлено, что значение соотношения Са/Р на поверхности превышает ту же величину в объеме частицы более, чем в два раза (таб.4.6).

Этот факт хорошо согласуется с моделью термического превращения частицы ГА при нагреве выше плавления, согласно которой на ее поверхности при испарении фосфора может формироваться оксид кальция.

Таблица 4.6. Значения содержания кальция, фосфора и кислорода на поверхности и по объему частицы.

Область O2, % P, % Ca, % Ca/P Спектр 1 39.39 17.67 42.94 -2. Спектр 2 30.94 15.66 53.39 -4. Сравнение распределение химсостава по объему в двух типах частиц: с гладкой и зеренной поверхностью (рис. 4.23) показывает, что в частицах с зеренной поверхностью содержание кальция выше. Из этого следует, что в их фазовом составе преобладает фаза оксида кальция, вероятнее всего сконцентрированная ближе к поверхности.

Рис. 4.23. Различная микроструктура ГА покрытия с отображением локальных участков ЭДС-анализа Лазерная модификация покрытия в зависимости от различных режимов приводит к образованию нескольких типов морфологических структур.

Среди них можно выделить отслоения на поверхности частиц покрытия, имеющих, различный характер в зависимости от плотности мощности q падающего импульсного излучения и длительности импульса.

Таблица 4.7. Содержание химических элементов в частицах с субзеренной (спектр 1) и гладкой (спектр 2) поверхностями (в соответствие с рис. 4.23) Область O2, % P, % Ca, % Ca/P Спектр 1 39.06 14.58 46.01 4. Спектр 2 38.21 16.58 44.27 3. Установлено, что после обработки при значениях q1·108 Вт/м2 и =2 мс на поверхности многих частиц появляются трещины с образованием отслоений (рис. 4.22 а,б). Их толщина сопоставима с толщиной субзеренного слоя, рассмотренного выше, и составляет порядка 50-100 нм.

Предположительно формирование данных отслоений связано с субзеренной структурой напыленной частицы.

а б г в д е Рис. 4.24. РЭМ-изображения поверхности ГА покрытия, обработанного лазерным излучением при различных режимах: а),б) q=0,53·108 Вт/м2, =2 мс, в),г) q=0,91·108 Вт/м2 при =6 мс, д),е) q=1,51·108 Вт/м2 при =2 мс Лазерная обработка при U=250 В и =6 мс приводит к тому, что отслоения обретают чешуйчатую форму c размерами более 10 мкм (рис. 4. в,г,д,е). Увеличение энергии импульса при U=290 В и =6 мс, соответствующих значению q=1,81·108 Вт/м2, приводит к образованию более крупных отслоений, отличающихся по форме (рис. 4.24 д,е). Сила сцепления таких частиц основывается в основном на Вандер-Ваальсовом притяжении. У большинства подобных чешуйчатых структур края заворачиваются к центру, что позволяет выбрать участок, наиболее удаленный от поверхности.

Методом ЭДС (рис. 4.24 е) установлено, что в состав чешуйчатых структур входит кислород и кальций (табл.4.8). Имеющийся фосфор, вероятнее всего, фиксируется ввиду особенности метода ЭДС, когда происходит фиксирование данных с близкорасположенной от точки измерения поверхности.

Таблица 4.8. Химический состав чешуйчатых структур Область О2, % P, % Ca, % Спектр 1 58.99 8.70 32. Спектр 2 54.60 7.67 37. Влияние на биологическую активность данных структур требует проведения дополнительного исследования. Но можно предполагать, что обладая микро-, наноразмерной структурой он будет способен иметь высокую биологическую активность по отношению к формированию костных структур.

Так некоторое содержание СаО придает дополнительную механическую прочность.

Следующей характерной особенностью лазерной модификации покрытия в воде является образование кристаллов призматической, либо многогранно кубической формы (рис.4.25 е,ж). Их разновидность связана не только с параметрами обработки, но и с начальным структурно-фазовым состоянием, которое ранее было рассмотрено в классификации. Данные структуры могут располагаться как локально на поверхности, так и в виде скоплений. Формирование граней кубических структур происходит из сферических частиц (рис. 4.25 а,б) при минимальных параметрах обработки q=0,53·108 Вт/м2 и =2 мс. Обработка при q свыше 0,91·108 Вт/м2 приводит к увеличению концентрации кристаллов на поверхности покрытия. Это выражается в образовании как скоплений, так и разнообразном формировании более сложных многогранных структур (рис. 4.25 в,г). При этом они обладают достаточно гладкой поверхностью, которую визуально можно наблюдать на РЭМ-изображениях (рис. 4.25 в,г).

б а в г е д ж з Рис. 4.25. РЭМ-изображения поверхности покрытия, обработанного лазерным излучением при различных режимах: а), б) q=0,53108 Вт/м2 и =2 мс, в), г) q=0,91108 Вт/см2 =2 мс На многочисленных изображениях наряду с ограненными структурами присутствуют сферические частицы без явного морфологического изменения, относящиеся скорее к типу IV. В своем составе они должны иметь фазу ГА (рис. 4.25 в,д,е). Так же часто можно наблюдать кубические структуры, расположенные скоплениями на разных участках и относящиеся к скоплениям типа II-б. Подтверждение этому находится после получения данных ЭДС-анализа, указывающих на состав фазы с преобладанием СаО.

Таким образом, кубическим траносформациям подвергаются частицы покрытия с фазовым составом отличным от ГА.

Таблица 4.9. Химический состав ограненных структур Область O2, % P, % Ca, % Спектр интегральный 46.04 12.74 41. Спектр 2 40.49 8.01 51. Спектр 3 40.98 5.0 54. Спектр 4 68.30 0.76 30. Химический состав указанных кристаллов имеет сходство с чешуйчатыми структурами, содержащими кислород и кальций при незначительном количестве фосфора.

а б Рис. 4.26. РЭМ-изображение фрагментов покрытия после лазерной обработки с указанием участков (табл.4.10.) проведения ЭДС-анализа (увел. 7 тыс.крат) Таблица 4.10. Химический состав призматических кристаллов Область O2, % P, % Ca, % Спектр 1 68,34 1,21 30, Спектр 2 57,43 0,8 51, Использование режимов модификации U=290 В и =6 мс приводит к локальному разрушению покрытия, что отчетливо фиксируется на РЭМ изображениях морфологии. На поверхности (рис 4.27) видны зоны с углублениями, практически достигающими титанового подслоя. Такое разрушение происходит по центру пятна облучения, что характерно при гаусовском распределении мощности. При этом размер зоны разрушения не превышает 1 мм. С точки зрения практического применения покрытия, участки в виде кратеров могут способствовать улучшению процессов остеоинтеграции за счет более глубокого врастания и зацепления костной ткани. На соответствующих рентгенограммах (рис.4.7) не смотря на явные пики ГА, видно низкое качество спектральных полос, выраженное в более слабой разрешающей способности. Это говорит об ухудшении фазового состава покрытия, что делает менее пригодным его применение.

Рис. 4.27. РЭМ изображение морфологии покрытия, обработанного излучением q=1,91·108 Вт/м2 при U=290 В и =6 мс (увел. 93 крат.) Для оценки глубины кратеров и исследования микронеровностей проводились исследования шероховатости покрытий. Полученные данные сравниваются со значениями аналогичных параметров для покрытия без лазерной обработки.

Для установления рациональных точных значений технологических необходимо проведение исследований по влиянию режимов на шероховатость, кристалличность и прочность сцепления покрытия.

4.4 Исследование влияния режимов обработки на шероховатость Шероховатость электроплазменных покрытий является одним из необходимых критериев обеспечения повышенных качеств биоактивности [211]. По аналогии с исследованием морфологии покрытий определяются режимы, позволяющие формировать наиболее шероховатую поверхность ГА покрытия. Для этого изучается влияние режимов лазерной обработки покрытий на параметры шероховатости. Ввиду значительного перепада высоты микронеровностей при воздействии излучения выше q1,5·108 Вт/м на данном этапе использовались покрытия толщиной около 150 мкм.

После обработки данных профилометрических измерений получены следующие значения параметров шероховатости в зависимости от плотности мощности лазерного излучения при двух величинах коэффициента перекрытия пятен облучения (табл. 4.11).

q = 1,81·108 Вт/м б а q = 1,81·108 Вт/м г в Рис. 4.29. Графики влияния различных значений плотности мощности на параметры шероховатости ГА покрытия и соответствующие профилограммы при различном значении коэффициента перекрытия: а),б) k=15 %, в),г) k=75 % Анализ полученных данных позволяет отметить различный характер изменения значений шероховатости по параметрам Rz, Rmax, Sm при различных коэффициентах перекрытия пятен облучения. При исследовании покрытий обработанных лазером с минимальным перекрытием k=15% установлен общий характер периодического изменения значений параметров Rmax и Ra.

При этом можно утверждать, что с увеличением плотности мощности от 1,51 до 1,81 при обоих значениях коэффициента k происходит повышение величин по всем параметрам шероховатости до их максимального значения кроме параметра Ra, для которого при k=15 % наибольшее значение достигается при q=0,91·108 Вт/м2.

Вместе с тем, на всем диапазоне q росту зависимости Rz свойственна относительная возрастающая монотонность (рис. а), тогда как при k=75 % (рис. б) формируется линейная возрастающая зависимость лишь в диапазоне q от 0,9·108 Вт/м2.

Изучение зависимостей позволяет утверждать, что коэффициент перекрытия пятен облучения не оказывает существенного влияния на параметр Ra.

Данная вариация характеров зависимостей связана с тем, что в результате лазерного воздействия происходит расплавление и выделение поверхностных микродефектов, например, границы зерен, субмикропоры, а также преобразование фазы АФК, как наиболее растворимой. В то же время, особенностью взаимодействия лазерного излучения с шероховатой поверхностью является то, что в местах с углублениями или впадинами за счет отражения светового потока от стенок будет происходить увеличение перепада высот. Также на характер зависимостей влияет формированием отмеченных ранее призматических кристаллов и чешуйчатых структур.

Статистическая обработка микрофотографий показывает, что из общего количества микрочастиц покрытия доля мелких составляет 0,8 (рис.

4.11). С учетом этого значения рассчитывается параметр по уравнению (4.2).

Таблица 4.11. Значения параметров шероховатости покрытия до и после лазерной обработки Плотность мощности Ra Sm Rmax Rz Без обработки 8,6 78,5 55,4 28 0, q=0,53108 Вт/м2 (k=15 %) 29. 11,4 112,3 69,1 0, q=0,91108 Вт/м2 (k=15 %) 44. 39,2 72,2 128,6 1, q=1,51108 Вт/м2 (k=15 %) 48. 14,6 81,8 87,3 0, q=1,81108 Вт/м2 (k=15 %) 82. 23,3 107,7 143 0, q=0,53108 Вт/м2 (k=75 %) 19,9 79,7 127,2 41.6 0, q=0,91108 Вт/м2 (k=75 %) 25,7 109,7 72,2 22.9 0, q=1,51108 Вт/м2 (k=75 %) 20,9 76,9 105,7 47.4 0, q=1,81108 Вт/м2 (k=75 %) 37,5 138 162 72.9 0, Анализ табличных данных позволяет установить, что варьирование факторов позволяет увеличить морфологическую гетерогенность в 5 раз по сравнению с немодифицированным покрытием. Наибольший интерес представляет изменение значений фактора k, оказывающего нелинейное воздействие на. В зависимости от величины длительности импульса увеличение может повышать или уменьшать морфологическую k гетерогенность. Такое поведение зависимости вызвано образованием дополнительных морфологических структур на покрытии, а также локальных участков разрушения покрытия при максимальных режимах. С учетом данных фазового состава можно заключить, что для получения наиболее морфологически развитых покрытий целесообразно использовать сочетание режимов, обеспечивающих q = 0,91·108…1,51·108 Вт/м2 при допустимом отклонении 5-10 %. Для уточнения факторов проводятся исследования кристалличности 4.5 Исследование влияния режимов обработки на кристалличность После обработки экспериментальных данных и потенционирования зависимости (4.24) получена следующая эмпирическая модель влияния технологических режимов обработки на кристалличность:

K e 2,56 U 1,062 0, 265 k 0,036 (4.25) Полученные данные для покрытий, сформированных плазменным напылением с лазерной модификацией, указывают на то, что увеличение выбранных параметров U,, k приводит к повышению параметра K, то есть обеспечивает повышение кристалличности, о чем свидетельствует положительные показатели знак в выражении. В наибольшей степени на кристалличность оказывает влияние напряжение лампы накачки, перекрытие пятен влияет незначительно.

Анализ полученных данных (табл. 4.3) позволяет отметить, что лазерная обработка в водной среде обеспечивает повышение степени кристалличности с 35% (для немодифицированных покрытий) до 57 % за счет преобразования фазового состава, способствуя улучшению качеств биоактивности.

K,% 60 K,% 55- 55 50-55 44- 45- 50 42- 40-45 40- 35-40 38- 30-35 36- 34- 6 5 U,В, мс 50 U,В k, % а б K,% 44- 42- 40- 38- 38 36- 34- 32- 50 15 U,В k, % в Рис. 4.31. Эмпирические зависимости кристалличности покрытия: а) от напряжения лампы накачки и длительности импульса при коэффициенте перекрытия пятен k=15 %, б) от длительности импульса и коэффициента перекрытия пятен облучения при U=250 В, в) от напряжения накачки и коэффициента перекрытия пятен облучения при =2 мс Увеличение напряжения лампы накачки активного элемента и длительности лазерного импульса при обработке повышает плотность мощности в пятне облучения. Увеличению температуры обработки влияет на процессы перекристаллизации, с чем связано повышение кристалличности при увеличении выбранных факторов происходит. Благодаря термической обработке лазерным ИК-излучением с применением водной среды происходит ожидаемое преобразование и восстановление аморфного фосфата кальция до кристаллического ГА, что подтверждается данными ИК и КР анализов. Преобразование фазы аморфного фосфата кальция является существенно важным фактором, так как имеет бльшую скорость резорбции и меньшую механическую прочность по сравнению с ГА.

На степень кристалличности покрытия оказывает влияние фаза оксида кальция, образующаяся в процессе плазменного напыления ГА порошка, что отмечается на РФА спектрах, исследованиях структуры с помощью РЭМ и ЭДС. Анализ покрытий, прошедших обработку, указывает на небольшое увеличение содержания фазы СаО, что связано с испарением фосфора из состава покрытия в процессе лазерного воздействия. При проведении физического эксперимента процесс испарения проявляется в виде характерного запаха.

4.6 Исследование влияния режимов обработки на прочность сцепления покрытия Для обоснования разработки технологических рекомендаций, обеспечивающих получение покрытий с высокими биомеханическими свойствами, проводились исследования характеристик прочности сцепления, которая способствует стабилизации установки имплантата в костное ложе.

Таблица 4.12. План трехфакторного эксперимента по кристалличности № Кодированные значения факторов Экспериментальные Обработанные опыта значения параметра значения кристалличности K / ln K, % x0 x1 x2 x3 x1x2 x1x3 x2x3 x1x2x3 Y1 Y2 Y3 yi ) Gэксп. Gкр.

S2( y /ln y 0.38 0, 20.7/3. 1 + - + - + + + - 0. 23 21 20.3/3.004 0. 2 + - + + + - - + 17 21 23.7/3.162 0. 3 + - - - - + - + 22 23 23.0/3. 4 + - - + - - + - 0. 23 24 31.7/3.452 0. 5 + + + - - - + + 35 29 27.0/3.295 0. 6 + + + + - + - - 28 27 35.3/3. 7 + + - - + - - - 0. 37 34 30.7/3.422 0. 8 + + - + + + + + 29 31 Сумма 0. b23 b123 S2восп. S(bi) tкрит b13 tдов.инт. F b0 b1 b2 b3 b 3.257 0.176 0.063 -0.043 -0.004 -0.0316 0.001 0.003 0,00033 0,018 2,12 0.039 1, После обработки экспериментальных данных была получена следующая эмпирическая зависимость влияния технологических режимов обработки на прочность сцепления покрытия:

e (-9,832) U 2,34 0,12 k ( 0,053) (4.25) На основе модельной зависимости были построены соответствующие графики (рис.4.32).

, МПа, МПа 32- 30- 30 30- 28- 30 28- 28 26- 26- 24- 26 24- 22-24 22- 20-22 20- 22 20 20 U, В 30 U, В 45 k, %, мс а б, МПа 23- 23 22- 22 21- 20- 19- 20 18- 45 3 4, мс k, % 75 в Рис. 4.32. Эмпирические зависимости прочности сцепления покрытия:

а) от напряжения лампы накачки и коэффициента перекрытия пятен облучения при = 6 мс, б) от напряжения лампы накачки и длительности импульса обработки при k=15 %, в) от коэффициента перекрытия пятен облучения и длительности импульса при U=250 В Анализ полученных данных свидетельствует о том, что лазерная обработка способствует повышению прочности сцепления покрытия (рис.4.32). Наибольшее влияние оказывает фактор напряжения накачки.

Увеличение напряжения с 250 В до 270 В при постоянных и k позволяет повысить на 5 МПа. Это может объясняется возможным подплавлением участков тонкого слоя ввиду неравномерности толщины покрытия, приводящим к сплавлению подслоя с покрытием. В свою очередь, влияние длительности импульса на прочность сцепления характеризуется экспоненциальной зависимостью (рис.4.32 б). Наибольшее влияние на покрытие оказывает воздействие длительностью от 2 до 4 мс.

Прочность сцепления необработанных покрытий, измеренная предварительно по упрощенной методике, характеризуется величиной 15- МПа. Таким образом, лазерная модификация покрытий позволяет повышать их прочность сцепления до 100 %.

Увеличение площади перекрытия пятен приводит к увеличению количества импульсов и соответственно общему времени обработки. При этом возрастает морфологическая гетерогенность, но оказывается обратное влияние на прочность сцепления. А именно, с увеличением k прочность сцепления снижается.

Выводы:

К преимуществам разрабатываемого метода относятся короткая длительность импульса термического воздействия, по сравнению с традиционными методами термообработки, например, печным нагревом.

Вместе с тем водная среда снижает инерционность процесса и не приводит к избыточному нагреву соседних с обрабатываемым пятном областей.

Преобразование происходит за счет процессов перекристаллизации при минимальном оплавлении. В данных условиях сохраняется пористая структура покрытия, необходимая для качественных процессов остеоинтеграции.

Анализ полученных моделей позволяет подбирать технологические режимы лазерной обработки для получения требуемой кристалличности без оптимизации. Таким образом, на основе проведенного анализа полученных результатов исследований кристалличности покрытий можно заключить, что применение лазерной модификации с предложенным использованием водной среды приводит к преобразованию фазового состава и повышению степени кристалличности. При этом происходит ранее предполагаемое преобразование аморфного фосфата кальция в кристаллический ГА. Вместе с тем, в качестве основных выводов можно выделить следующие:

1. Лазерная модификация позволяет формировать структуры нового типа, различающиеся по форме. Среди них выделены структуры чешуйчатого типа и частицы кубической или ограненной формы. Их вид определен начальным фазово-структурным состоянием частицы покрытия до воздействия и режимами обработки. В своем составе они имеют элементы Са и О при незначительном содержании Р. Это говорит о преобладании фазы СаО, обладающей некоторой биологической совместимостью. Наличие фазы в субмикрокристаллической форме указанных структур способно повысить биологическую активность покрытия, что является основной целью данной работы.

2. Лазерная модификация в условиях размещения образца в водной среде позволяет повышать кристалличность ГА покрытия за счет перекристаллизации АФК и ее восстановлению до ГА. Это обеспечивает улучшение фазового состава и увеличение биологических качеств покрытия.

3. Варьирование технологических факторов позволяет увеличить морфологическую гетерогенность в 5 раз по сравнению с немодифицированным покрытием.

4. Установлены характерные зависимости влияния режимов обработки на кристалличность покрытия. Так, увеличение напряжения лампы накачки и длительности импульса позволяют повысить степень кристалличности покрытия. При этом увеличение коэффициента перекрытия пятен облучения оказывает негативное воздействие, связанное с появлением термических напряжений от дополнительного избыточного термического воздействия в перекрывающихся областях пятна.

5. Наибольшую кристалличность и прочность сцепления возможно получать при максимальных значениях напряжения и длительности. При этом фазовый состав покрытия ухудшается, на что указывают спектры РФА.

Таким образом, наиболее рациональные значения режимов U и t должны соответствовать диапазону q = 0,9·108…1,6·108 Вт/м2 параметра плотности мощности.

Глава 5. Практическая реализация результатов исследований 5.1. Выбор режимов лазерной модификации Проведенные теоретические и экспериментальные исследования указывают, что имеется достаточно узкий диапазон варьирования факторов U, и k в соответствие с планом эксперимента. Данный диапазон оценивается величиной плотности мощности со значениями от q минимального 0,5·108 Вт/м2 до максимального 1,81·108 Вт/м2. Установлено, что при максимальных режимах обработки U=290 В и =6 мс, q=1,81·108 Вт/м2, соответствующих можно создавать покрытия с повышенными значениями шероховатости. Но в данных покрытиях формируется нежелательный фазовый состав, который отмечается на РФА и характеризуется, например, увеличением величины соотношения Са/Р.

Экспериментально установлено, что фактор оказывает k незначительное, но обратное влияние на прочность сцепления, а также незначительное влияние на кристалличность по сравнению с параметрами U и. Таким образом, коэффициент перекрытия пятен облучения должен быть минимальным, обеспечивающим обработку всей поверхности без избыточного воздействия соответствие с рис.3.2). Кроме того, (в минимальное перекрытие сокращает общий цикл операции по обработки изделия.

Стоит отметить, что лазерная обработка даже при минимальных режимах обеспечивает увеличение морфологической гетерогенности по сравнению с немодифицированным покрытием. С учетом вышесказанного можно установить, что достижение наибольшего при использовании минимального коэффициента перекрытия k=15% возможно при сочетании значений режимов U из диапазона 270…290 В и из диапазона 4…6 мс.

Фактор напряжения накачки оказывает большее влияние на качества покрытия по сравнению с длительностью импульса (рис.4.31 а, 4.32 б).

Анализ зависимостей позволяет утверждать, что наиболее эффективным значением является напряжение 290 В. Для обеспечения наилучшего фазового состава с учетом данных РФА наиболее допустимым будет длительность импульса значением 4 мс. Для данных значений плотность мощности составляет 1,61·108 Вт/м2, что является допустимым. При этом прочность сцепления возрастает до с 15МПа до 29 МПа, кристалличность увеличивается до 51 %, а параметры шероховатости Rа, Rz, Rmax, Sm возрастает соответственно до значений 20 мкм, 61 мкм, 92 мкм и 99 мкм.

5.2. Применение технологии лазерной модификации в водной среде для повышения качества плазмонапыленных ГА покрытий на имплантатах Эффективность использования дентальных имплантатов, как правило, определяется конкретной клинической задачей. Выше было отмечено, что в решении проблем имплантации особое внимание уделяется лечению в условиях значительной атрофии кости верхней или нижней челюсти. В этом случае требуется сложное оперативное лечение, которое называется «синус лифтинг». В этом случае альтернативой такой апробированной методики является установка имплантата комбинированной конструкции в атрофированную кость, который предполагает определенную методику установки. По сравнению с традиционной методикой установки, данная конструкция имплантата отличается более жесткими условиями функционирования, в виду меньшего объема кости и особенностью элементов конструкции. В связи с этим значение имеет повышенные остеионтеграционные свойства той части поверхности, которая непосредственно контактирует с костью. Для этого целесообразнее всего использовать биокерамическое наноструктурированное покрытие с высокими биомеханическими показателями.

Конструктивные особенности оригинального дентального верхнечелюстного имплантата.

Разработанная конструкция, выполненная из биоинертного титана, содержит втулку в виде полого цилиндра, имеющего с внешней стороны резьбу для фиксации в кости, а с внутренней - резьбу для соединения с резьбой винта-дистрактора (рис. 5.1 а). Винт изготовлен в виде цилиндрического стержня с резьбой на внешней поверхности, полусферическим основанием и осевым резьбовым отверстием для установки иглы шприца, заглушки или супраструктуры. Осевое отверстие соединяется у основания с двумя диаметральными ортогонально расположенными сквозными отверстиями в месте их пересечения (рис. 5.1 б) для прохождения остеопластического геля внутрь синусовой полости и последующего прорастания в отверстия костной ткани. Осевое отверстие выполнено ступенчатым в верхней части в виде посадочного углубления, переходящего в резьбовое отверстие меньшего диаметра. В соответствии с этим рациональная типовая конструкция имплантата, соответствующая параметрам КИСВТ-СГТУ, может иметь наружный диаметр 4,6 мм и длину 10 мм (рис. 30).

а б Рис. 5.1. Разработанная конструкция имплантата: а) фотография готового изделия, б) чертеж Технический результат заключается в том, что конструкция позволяет в условиях атрофии альвеолярного костного отростка аккуратно внедрить основание винта-дистрактора в синусовую полость и с помощью шприца сквозь винт ввести остеопластический гель. Данный гель, проходя через ортогональные отверстия, распространяется вокруг основания имплантата и в дальнейшем позволяет нарастить костную ткань. Винт при этом остается во втулке, тем самым удлиняя конструкцию и увеличивая общую площадь соприкосновения имплантата с костными тканями. Такие меры повышают надежность фиксации имплантата в кости с высокой нагрузочной способностью.

Для успешного использования данной конструкции втулка, вворачиваемая в кость, должна обладать повышенными биомеханическими свойствами. Для этого на ее поверхность необходимо наносить биопокрытие, обладающее повышенными физико-механическими, морфологическими качества, а также наилучшим структурно-фазовым состоянием..

Технологические рекомендации по лазерной модификации электроплазменных ГА покрытий В соответствии с поставленными целями и задачами на основе полученных результатов исследования разрабатываются технологические рекомендации процесса получение пористых, высококристалличных, с развитой морфологией и высокой прочностью сцепления покрытий на имплантатах (рис. 4.1). Общая технология изготовления дентальных имплантатов с биоактивными покрытиями основывается на следующих базовых принципах:

– физико-механическая сущность процессов;

– схемы технологических воздействий;

– технологические режимы операций;

– инструмент для обработки;

– технологическое оборудование.

Физико-механическая сущность характеризует параметры процессов, протекающих при изготовлении дентальных имплантатов с биоактивными покрытиями.

Таблица 5.1. Технологический маршрут изготовления дентальных имплантатов с лазерной модификацией покрытия в водной среде № Технологическая Цилиндрический Цилиндрический операция имплантат: втулка имплантат: винт 00 Заготовительная Подготовка пруткового Подготовка материала пруткового материала 05 Токарно- Точение цилиндра, Точение цилиндра, винторезная нарезание внешней резьбы, нарезание внешней сверление осевого резьбы, сверление отверстия под резьбу,осевого отверстия под нарезание внутренней резьбу, нарезание резьбы, отрезка в размер внутренней резьбы, отрезка в размер под радиус 10 Фрезерная Фрезеровка шлицов под отвертку 15 Слесарная Зачистка заусенцев, Сверление боковых полирование шейки отверстий, зачистка заусенцев, полирование радиусного торца 20 Промывочная Очистка от жиров и грязи в ультразвуковой ванне 25 Контрольная Контроль основных размеров 30 Пескоструйная Подготовка поверхности под напыление 35 Напылительная Напыление титанового подслоя 40 Напылительная Напыление основного ГА слоя 45 Контрольная Контроль качества покрытия (толщина покрытия, равномерность, прочность) 50 Подготовительная Фиксация в держателе в водной среде 55 Лазерная Обработка лазерным излучением 60 Контрольная Сушка и контроль качества покрытия (толщина, отсутствие локальных разрушений) Дезинфекция и стерилизация 70 Упаковочная Упаковка комплекта в полиэтиленовый контейнер Схемы технологических процессов изготовления дентальных имплантатов условно разделяются на три части, включающих изготовление основы имплантата, нанесение покрытия, лазерная модификация (рис. 5.2).

Рис. 5.2. Схема технологического процесса изготовления цилиндрической части дентальных имплантатов Рис. 5.3. Схема технологического процесса лазерной модификации покрытия на дентальных имплантатах Рис. Схема технологического процесса лазерного 5.4.

модифицирования покрытий на дентальных имплантатах Технологические режимы и условия выполнения операций по изготовлению имплантатов включают режимы обработки основы резанием, сверлением, промывки в спирте, обезжиривания УЗ ванне, струйно абразивной обработки, плазменного напыления и лазерной модификации.

Обработка резанием титана и его сплавов производится с использованием рекомендованных режимов (табл. 5.2) [119].

Таблица 5.2. Рекомендуемые режимы операции обработки резанием Вид обработки Глубина, Подача, Скорость, Примечание мм мм/об м/мин (мм/зуб)* Токарная Формирование 0,1 - 0,4 0,1 - 0,15 40 - втулки цилиндрического имплантата Сверлильная Цилиндрические - 0,04-0,10 и пластинчатые имплантаты Резьбонарезная Цилиндрические - 0,5 0,6-0, имплантаты Фрезерная * Формирование 1,5 - 2,0 0,05-0,08 60- шлицов Промывка с обезжириванием полученных титановых основ предусматривает использование УЗ ванны с частотой излучения 20 кГц и в течение 1 мин на партию, например, типа «УЗУМИ-05», с водными растворами ПАВ и этилового спирта при нормальной температуре.

Струйно-абразивная обработка поверхности втулки имплантатов выполняется с использованием корундового песка зернистостью 200… мкм при избыточном давлении воздушно-абразивной струи 0,65 МПа в течение 30 сек на одно изделие.

Плазменное напыление подготовленных титановых имплантатов производится с использованием рекомендованных режимов (табл. 13).

Таблица 5.3. Технологические режимы плазменного напыления Параметры плазменно-индукционного Вид покрытий напыления титановый ГА подслой слой Дистанция напыления, мм 110-120 90- Ток дуги, А Напряжение, В Дисперсность порошков, мкм 90-100 40- Расход плазмообразующего газа, л/мин 40… Расход транспортирующего газа, л/мин 5… Лазерная модификация производится при режимах, разработанных на основе результатов проведенного исследования, и обеспечивает формирование улучшенных качеств биоактивности получаемых покрытий (таб. 5.4.) Таблица 5.4. Технологические режимы и параметры используемой установки Параметры лазерного модифицирования Режимы Длина волны излучения, мкм 1, Стабильность мощности, % ± Максимальная потребляемая мощность, кВт 1, Диаметр пятна облучения, мм 2, Напряжение лампы накачки, В Длительность импульса, мс Коэффициент перекрытия пятен облучения, % Частота падающих импульсов, Гц Толщина слоя воды над покрытием, мкм 500± Расход воды в кювете с образцом, мл/мин 100- Инструмент, используемый при изготовлении имплантатов, обеспечивает воздействие на их материалы с применением ранее разработанных и рекомендованных режимов [131].

Токарная обработка титана выполняется с помощью проходного, подрезного и отрезного резцов, изготовленных, например, из быстрорежущех сталей Р18, Р6М5. Для нарезания наружной резьбы на втулке используется резьбовой резец из стали Р18 специального профиля.

Сверление осуществляют при использовании центровочных и спиральных сверл из быстрорежущих сталей. Они предназначенные для формирования сквозных во втулке и глухих в винте-дистракторе отверстий под резьбу.

Нарезание внутренней резьбы в отверстии втулки под винт-дистрактор осуществляется специальными метчиками с мелкими шагом из быстрорежущей стали Р6М5, имеющих в комплекте 2-3 инструмента. В свою очередь, нарезание внутренней резьбы в отверстии винта-дистрактора под супраструктуру осуществляется стандартными метчиками.

Фрезерование шлицов на втулке под «плоскую» отвертку производится дисковой фрезой, например из стали Р6М5, толщиной 0,7 мм.

Зачистка заусенцев производится мелкозубыми надфилями плоской и овальной форм и так же с использованием алмазных кругов.

Полирование шейки имплантатов ведется с использованием микрозернистых абразивных шкурок размерностью 1000 и выше, а в последствие войлочными кругами с пастами ГОИ.

Оборудование, предназначенное для изготовления имплантатов с покрытием, приводит в действие инструмент, обеспечивая реализацию заданных режимов обработки.

Токарным оборудованием являются универсальные токарно винторезные станки малых типоразмеров, например ТВ-125, 1И611П, либо настольные малогабаритные станки типа ТШ-3.

Фрезерные станки могут быть представлены моделями универсального назначения Ф-600, ОФ-55, ФН-901.


В качестве сверлильного оборудования применяются настольные станки типа С-30 или 2Н106П при использовании фиксирующих призм для сверления радиальных отверстий винта-дистрактора.

В условиях серийного производства целесообразно производить изготовление имплантатов на автоматах с ЧПУ.

Промывка комплектов дентальных имплантатов производится с применением установки ультразвуковой предстерилизационной очистки малогабаритных изделий типа «УЗУМИ-05».

Струйно-абразивная обработка выполняется на установке модели «Чайка-20» с использованием песка электрокорунда дисперсностью 250- мкм.

Электроплазменное напыление осуществляется на установке плазменного напыления типа ВРЕС 744.3227.001, состоящей из корпуса, камеры в которой устанавливаются технологическая оснастка, плазмотрон типа ГН-5, а также осциллятора для возбуждения дуги, панели управления и индикации режимов работы оборудования, двух ротаметров для плазмообразующего и транспортирующего газа, вихревого и инжекционно вибрационного типа Э1794 питателей, трубопроводов подачи газов и охлаждающей воды, а также баллона с газом. Электропитание установки плазменного напыления осуществляется от источника модели «ИПН-160/ III».

Лазерная модификация покрытий ведется на лазерном технологическом комплексе модели «LRS-50». Для перемещения плоских изделий может использоваться 2-х координатный программный стол, выполненный, например, на базе стола «Proxxon KT-150». При обработке покрытий на цилиндрических изделиях необходимо использовать комплекс из системы линейного перемещения, выполненных на базе «Nippon Bearing», на рабочем столе которого размещается малогабаритное вращательное приспособление на базе шагового двигателя. При этом от вращательного приспособления через редуктор должна обеспечиваться передача момента на цилиндрическое изделие, размещенное в воде.

Общие выводы по работе На основании проведенных теоретических и экспериментальных исследований разрешена актуальная научно-практическая проблема, связанная с получением пористых кристалличных ГА покрытий с развитой морфологией и необходимой прочностью сцепления с основой. С этой целью выполнена разработка и обоснование метода лазерного ИК модифицирования в водной среде электроплазменных покрытий, применяемых, в частности, для внутрикостных имплантатов, с высокими биомеханическими свойствами за счет повышения кристалличности ГА и восстановления стехиометрического состава. Решение данной задачи позволило сделать несколько выводов:

На основе анализа научно-технической литературы сформулирована 1.

гипотеза о возможности придания электроплазменному ГА покрытию высоких биосовместимых качеств за счет дополнительной лазерной ИК модификации в условиях размещения образца в водной среде.

Разработана модель процесса лазерной модификации и установлены 2.

зависимости распределения температурных полей от плотности мощности падающего излучения. Она показывает, что высокотемпературной обработке при q до 2108 Вт/м2 подвергается только слой ГА покрытия. Зона контакта слоя ГА покрытия и Ti подслоя прогревается при этом до температур не выше 700 К. Разработанная модель позволяет определить скорость охлаждения покрытия после окончания действия лазерного импульса, 5…6·104 К/с, что равную значительно ниже критических скоростей охлаждения для ГА. Это условие указывает на возможность процесса перекристаллизации без последующей аморфизации.

Рентгенофазовый анализ модифицированного ГА покрытия показывает 3.

увеличение содержания кристаллической фазы до 50 %, повышающей стойкость к резорбции, и восстановление стехиометрического состава за счет преобразования АФК в условиях обработки в водной среде при режимах, соответствующих плотности мощности порядка q=1,61108 Вт/м2.

Определены характерные зависимости влияния режимов обработки на 4.

параметры покрытия. Так, увеличение напряжения на лампе накачки и длительности импульса позволяют повысить степень кристалличности покрытия. При этом увеличение коэффициента перекрытия пятен облучения оказывает негативное воздействие, связанное с появлением термических напряжений от дополнительного избыточного термического воздействия в перекрывающихся областях пятна.

Исследование морфологии и структуры на сколах ГА покрытий 5.

показывает увеличение морфологической гетерогенности за счет формирования двух типов поверхностных структур: частицы чешуйчатого типа и призматические кристаллы. Повышение плотности мощности q вызывает увеличение содержания призматических кристаллов. Исследование пористости выявило незначительное ее повышение за счет вскрытия внутренних пор в верхних слоях расплавленного покрытия, что положительно влияет на биосовместимые качества, в частности интеграционные свойства.

Обработка при режимах выше q=1,8108 Вт/м2 приводит к локальным 6.

разрушениям покрытия в центральных участках пятна, что подтверждается данными РЭМ и профилограммами, отражающими перепады рельефа по глубине по параметру Rmax до 160 мкм. Таким образом, рекомендуются режимы при q из диапазона 0,5…1,51108 Вт/м2.

Построенные зависимости шероховатости и экспериментальные 7.

модели по уравнениям регрессии позволяют установить наиболее рациональные режимы обработки покрытий. Среди них напряжение на лампе накачки 290 В и длительность импульса 4 мс при коэффициенте перекрытия 15 %. Данные режимы соответствуют q=1,61108 Вт/м2.

Заключение Технологии электроплазменного напыления, позволяющей формировать пористые биосовместимые ГА покрытия, посвящено множество научных работ. Данное направление постоянно развивается и совершенствуется, так как получаемые электроплазменные биосовместимые покрытия обладают определенными достоинствами, такими как развитая морфология, высокая пористость при невысокой прочности сцепления и др.

Вместе с тем, такие покрытия не обеспечивают необходимых требований по структурно-фазовым и физико-механическим характеристикам. В условиях высокотемпературного воздействия плазменной струи на поступающий в нее порошковый кальций-фосфатный материал и на покрытие происходит перегрев, а также испарение фосфорных и гидроксильных групп вещества с поверхности частиц порошка. Это приводит к разложению и появлению нежелательных фаз, снижающих уровень биосовместимости покрытия.

Использование дополнительного энергетического, например, ультразвукового воздействия в определенных условиях способно восстановить стехиометрический состав покрытия и придать ему новые улучшенные свойства. Особенности лазерного ИК-излучения и физических закономерностей его воздействия на материал позволяют предполагать возможную эффективность использования указанного метода при модифицировании плазмонапыленных биопокрытий для увеличения кристалличности, прочности сцепления и повышения морфологической гетерогенности. Известно применение лазерного ИК-излучения для обработки поверхности различных материалов, однако применительно к электроплазменным биопокрытиям такие данные практически отсутствуют.

На основании комплексных теоретических и экспериментальных исследований решена актуальная проблема развития промышленности в части техники лазерного модифицирования электроплазменных покрытий для повышения качества изделий медико-технического назначения.

Методы математического и компьютерного моделирования позволяют выбирать режимы обработки для достижения необходиомго нагрева в определенном температурном диапазоне. Это обеспечивает возможность прогнозирования и контроля процесса лазерной модификации. Данные меры позволяют добиться снижения затрат и сокращения срока проведения НИОКР.

Приложение select regrid=off { use fixed grid } ngrid=12 { smaller grid for quicker run } fixdt coordinates cartesian variables Tp(threshold=0.5) { the temperature variable, with approximate size } definitions h1 = 0. h2 = 15e- h3 = 50e- h4 = 0. wide = 0. lambda j=4.54e- ro1=1+26.41.0e-6(Tp-300) ro2=1+39.91.0e-6(Tp-300) c { values supplied later } ro { values supplied later } tmax =6.5 { plot range control } xc = array(0, 0.002, 0.004, 0.006, 0.008, 0.01) tc = array(0, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 1.0) xc2 = array(0.009, 0.007, 0.005, 0.003, 0.001) tc2 = array(1.2, 1.4, 1.6, 1.8, 2.0) xc3 = array(0, 0.002, 0.004, 0.006, 0.008, 0.01) tc3 = array(2.2, 2.4, 2.6, 2.8, 3.0, 3.2) xc4 = array(0.009, 0.007, 0.005, 0.003, 0.001) tc4 = array(3.4, 3.6, 3.8, 4.0, 4.2) xc5 = array(0, 0.002, 0.004, 0.006, 0.008, 0.01) tc5 = array(4.4, 4.6, 4.8, 5.0, 5.2, 5.4) xc6 = array(0.009, 0.007, 0.005, 0.003, 0.001) tc6 = array(5.6, 5.8, 6.0, 6.2, 6.4) Q =21.0e8(sum( i, 1, 6,upulse(t-tc[i],t-tc[i]-0.002)exp(-1.0e6((x-xc[i])^2+(y)^2)))+ +sum( i, 1, 5, upulse(t-tc2[i],t-tc2[i]-0.002)·exp(-1.0e6((x-xc2[i])^2+(y-0.002)^2)))+ +sum( i, 1, 6, upulse(t-tc3[i],t-tc3[i]-0.002)exp(-1.0e6((x-xc3[i])^2+(y-0.004)^2)))+ +sum( i, 1, 5, upulse(t-tc4[i],t-tc4[i]-0.002)exp(-1.0e6((x-xc4[i])^2+(y-0.006)^2)))+ +sum( i, 1, 6, upulse(t-tc5[i],t-tc5[i]-0.002)exp(-1.0e6((x-xc5[i])^2+(y-0.008)^2)))+ +sum( i, 1, 5, upulse(t-tc6[i],t-tc6[i]-0.002)exp(-1.0e6((x-xc6[i])^2+(y-0.01)^2)))) { Thermal source } initial values Tp = equations div[ lambda grad(Tp) ] = c ro dt(Tp) { the heat equation } extrusion z = 0,h1,h1+h2,h1+h2+h3,h1+h2+h3+h4 { divide Z into three layers } boundaries surface 1 value(Tp)=300 { fix bottom surface temp } surface 4 natural(Tp)=Q-550*(Tp-300) Region { define full domain boundary in base plane } layer 1 lambda =19.25 c=502 ro=4320/ro layer 2 lambda =11.48 c=500 ro=3672/ro layer 3 lambda =rocj c=269.55ln(Tp) -748.22 ro=1893/ro layer 4 lambda =0.58 c=4200 ro= start(0,0) natural(Tp)=-550(Tp-300) line to (wide,0) { walk outer boundary in base plane } to (wide,wide) to (0,wide) to close time 0 to tmax by 5.0e-4 { establish time range and initial timestep } plots monitors for cycle= contour(Tp) on z=h1+h2+h3 as "XY Temp h1+h2+h3" painted contour(Tp) on z=h1+h2+h3+h4 as "XY Temp h1+h2+h3+h4" range=(0, tmax) painted elevation(Tp) from (0,0,h1+h2+h3+h4) to (0.01,0,h1+h2+h3+h4) as "X-Axis on water Temp" range=(0,1.0) elevation(Tp) from (0,0,h1+h2+h3) to (0.01,0,h1+h2+h3) as "X-Axis on HA Temp" range=(0,0.002) painted elevation(Tp) from (0,0.01,h1+h2+h3) to (0.01,0.01,h1+h2+h3) as "X-Axis on HA Temp" range=(0,6.4) contour(Tp) on y=0 zoom (0,0.0006,0.01,0.001965) as "XZ zoom Temp range=(0,0.410)" range=(0,0.410) painted contour(Tp) on y=0 zoom (0,0.0006,0.01,0.001965) as "XZ zoom Temp range=(0,0.500)" range=(0,0.500) painted contour(Tp) on y=0.004 zoom (0,0.0006,0.01,0.001965) as "XZ zoom y=0.004 Temp" range=(0,3.2) painted contour(Tp) on x=0 as "YZ Temp" range=(0,tmax) painted Surface (Tp) on z=h1+h2+h3 as " Surface HA on h1+h2+h3" range=(0, tmax) histories history(Tp) at (0, 0,h1+h2+h3) (0.002,0,h1+h2+h3) (0.004,0,h1+h2+h3) (0.006,0,h1+h2+h3) (0.008,0,h1+h2+h3) (0.01, 0,h1+h2+h3) (0.001,0.002,h1+h2+h3) (0.003,0.002,h1+h2+h3) (0.005,0.002,h1+h2+h3) (0.007,0.002,h1+h2+h3) (0.009,0.002,h1+h2+h3) (0, 0.004,h1+h2+h3) (0.002,0.004,h1+h2+h3) (0.004,0.004,h1+h2+h3) (0.006,0.004,h1+h2+h3) (0.008,0.004,h1+h2+h3) (0.01, 0.004,h1+h2+h3) (0.001,0.006,h1+h2+h3) (0.003,0.006,h1+h2+h3) (0.005,0.006,h1+h2+h3) (0.007,0.006,h1+h2+h3) (0.009,0.006,h1+h2+h3) (0, 0.008,h1+h2+h3) (0.002,0.008,h1+h2+h3) (0.004,0.008,h1+h2+h3) (0.006,0.008,h1+h2+h3) (0.008,0.008,h1+h2+h3) (0.01, 0.008,h1+h2+h3) (0.001,0.01,h1+h2+h3) (0.003,0.01,h1+h2+h3) (0.005,0.01,h1+h2+h3) (0.007,0.01,h1+h2+h3) (0.009,0.01,h1+h2+h3) range=(0,tmax) history(Tp) at (0,0,h1) range=(0,0.002) end Список литературы Адгезия плазмонапыленных биокомпозиционных покрытий / Лясников 1.


В.Н. [и др.] // Современные проблемы имплантологии: Сб. научн. статей 6-й Междунар. конф. – Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2002. – С. 131– 134.

Адлер Ю.П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных 2.

условий / Ю.П. Адлер. – М.: Изд-во «Наука», 1976.– 278 с.

Баринов С.М. Керамические и композиционные материалы на основе 3.

фосфатов кальция для медицины // Успехи химии.- 2010.- Т. 79.- №1. С.15-32.

Бекренев Н.В. Исследование морфологии поверхности и структуры 4.

титанового плазменно-дугового покрытия / Н.В. Бекренев, Д.В.Трофимов, Н.В. Протасова // Сб. трудов 7-ой регион. научно-техн.

конф. «Современная электротехнология». – Тула, 2004. – С. 120–126.

Бекренев Н.В. Комплексный подход к разработке и применению 5.

дентальных имплантатов / Н.В. Бекренев, В.Н. Лясников, А.А Князьков.// Новое в стоматологии, 1999. – № 2 (72). – С. 41–48.

Березин М.И. Низкотемпературная плазма и области ее применения // 6.

Обзоры по электронной технике: Сер. Технология, организация производства и оборудование. – М., 1973. – Вып. 24 (167).

Биоактивные материалы и покрытия в дентальной имплантологии:

7.

Учеб. пособие / К.Г. Бутовский [и др.] – Саратов: Сарат. гос. техн.

ун-т, 2004. – 94 с.

Биокомпозиционные плазмонапыленные покрытия, материалы в 8.

челюстно-лицевой хирургии и стоматологии // В.Н. Лясников, К.Г.

Бутовский, О.В. Бейдик: Тез. докл. 1-й Всерос. научн. конф. – М., 1997.

– С. Биоматериалы в реконструкции кости после резекции по поводу 9.

опухолей / Вырва [и др.] // Вестн. травматол. и ортоп. им. Н.Н.

Приорова. — 2004. — № 4. — С. 89–94.

Биосовместимые покрытия для металлических имплантатов, 10.

получаемые, лазерным напылением // С.С. Алимпиев, Е.Н. Антонова, В.Н. Баграташвили / Стоматология, 1996. – № 5. – С. 64–67.

Большаков Л.А. Влияние пескоструйной обработки на шероховатость 11.

поверхности заготовок титановых дентальных имплантатов / Л.А.

Большаков, А.В. Лясникова, Ю.В. Серянов// Современные проблемы имплантологии: Сб. научн. статей 6-й Междунар. конф. – Саратов:

Сарат. гос. техн. ун-т, 2002. – С. 126.

Борисов Ю.С. Плазменные порошковые покрытия / Ю.С. Борисов, А.Л.

12.

Борисова// Киев: Технiка, 1986. – 223 с.

Бутовский К.Г. Напыленные покрытия, технология и оборудование:

13.

Учеб. пособие / К.Г. Бутовский, В.Н. Лясников– Саратов: Сарат. гос.

техн. ун-т, 2000. – 118 с.

Вейко В.П. Лазерная обработка пленочных элементов. – Л.:

14.

Машиностроение, 1986.- 248 с.

Вейко В.П. Опорный конспект лекций по курсу «Лазерные 15.

технологии». Раздел: Введение в лазерные технологии / В.П. Вейко, А.А. Петров // СПб: СПбГУ ИТМО, 2009.- 143 с.

Вейко В.П. Опорный конспект лекций по курсу «Физико–технические 16.

основы лазерных технологий». Раздел: Технологические лазеры и лазерное излучение. Изд. 2–е, испр. и дополн.– СПб: СПбГУ ИТМО, 2007. – 52 с Взаимодействие гидроксиапатита с никелидом титана и титаном // 17.

Шевченко И.А. [и др.] // Письма в ЖТФ. 1998. Т. 24. С. 41-44.

Вильямс Д.Ф. Имплантаты в хирургии / Д.Ф. Вильямс, Р. Роуф // Пер. с 18.

англ. – М.: Медицина, 1978. – 552 c/ Влияние обработки ультразвуком в процессе оплавления 19.

газотермических покрытий на характер деформирования и разрушения композиций "покрытие-основа" при трехточечном изгибе / С.В. Панин [и др.] // Физ. мезомех. Международный журнал, 2004.- № 2.- С. 105-115.

Влияние режимов плазменного напыления титана и гидроксиапатита на 20.

структуру поверхности внутрикостных имплантатов / Лясников В.Н. [и др.] // Новое в стоматологии, 1998. – № 4. – С. 42–46.

Внутрикостные стоматологические имплантаты. Конструкции, 21.

технологии, производство и применение в клинической практике / Под ред. В.Н. Лясникова, А.В. Лепилина. – Саратов: Сарат. техн. гос. ун т, 2000. – 110 с.

Воложин А.И. Фторгидроксиапатит для дентальной имплантации / А.И 22.

Воложин., С.Г. Курдюмов, В.П. Орловский / Современные проблемы имплантологии: Сб. научн. статей 6-й Междунар. конф. – Саратов:

Сарат. гос. техн. ун-т, 2002. – С. 68–75.

Высокоэффективные процессы обработки материалов и нанесение 23.

покрытий концентрированными потоками энергии (Теоретические основы): Учеб. пособие / Под ред. проф. В.Н. Лясникова. – Ч. 2. – Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2004. – 117 с.

Гаджиев А. М. Математическое моделирование процесса лазерной 24.

обработки металлов / А.М. Гаджиев, А.И. Гасанов, А.Г. Фатуллаев // Математическое моделирование, 1991. – Т. 3.- №1. – С. 18–24.

Газотермические покрытия из порошковых материалов: Справочник / 25.

Ю.С. Борисов [и др.] – Киев: Наук. думка, 1987. – 543 с.

Газотермическое напыление композиционных порошков / А.Я. Кулик [ и 26.

др.]. – Л.: Машиностроение, Ленингр. отделение, 1985. – 199 с.

ГОСТ 9.304–89. Покрытия газотермические. Общие требования и 27.

методы контроля. – М.: Изд-во стандартов, 1989. – 14 с.

Григорьянц А.Г. Технологические процессы лазерной обработки: Учеб.

28.

пособие для ВУЗов / А.Г. Григорьянц, И.Н. Шиганов, А.И. Мисюров;

под ред. Григорьянца А.Г.- М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2006. – 664 с.

Грицанюк М.В. Экспериментальное обоснование применения пористых 29.

имплантатов, полученных методом селективного лазерного спекания / М.В. Грицанюк, А.Д Сабакаев. // Сборник тезисов докладов 74 итоговой конференции СНО "Человек и медицина XXI века: традиции, инновации и приоритеты российской науки", Самара, 2006.- С. 84-85.

Гришин В.К., Статистические методы анализа и планирования 30.

экспериментов. - М: Изд-во МГУ, 1975.- 162 с.

Гусаров А.В. Эффективная теплопроводность свободно насыпанных и 31.

слабоспеченных порошков / А.В. Гусаров, Е.П. Ковалев // Физика и химия обработки материалов. - 2009. - № 1. - С. 70-82.

Гуреев Д.М. Исследование условий селективного лазерного спекания 32.

керамических порошковых материалов системы цирконата-титаната свинца / Д.М. Гуреев, Р.В. Ружечко, И.В. Шишковский // Письма в ЖТФ.- 2000.- Т.26.- Вып. 6.- С.84-89.

Данильченко С.Н. Структура и свойства апатитов кальция с точки 33.

зрения биоминералогии и биоматериаловедения / С.Н. Данильченко // “Вісник СумДУ. Серія Фізика, математика, механіка”, 2007.- № 2. – С.

33-59.

Дентальная имплантология. Вводный курс: Учеб. пособие / В.И.

34.

Куцевляк. – Харьков: ХГМУ, 2005.- 185 с.

Донской А.В. Электроплазменные процессы и установки в 35.

машиностроении / А.В. Донской, Клубникин– Л.:

B.C.

Машиностроение, 1979. – 221 с.

Заявка 102007023 Германия, МПК C 23 C 4/02 (2006.01), B 23 K 26/ 36.

(2006.01). Daimler AG. N 102007023418.1;

Заявл. 18.05.2007;

Опубл.

20.11.2008. Нем. Gruner M., Haug T., Lahres M., Methner O., Neufang O.

Verfahren zum aufrauen von oberflachen fur die spatere aufbringung von spritzschichten.

Заявка 2808808 Франция, МПК7 С23С 4/08, C21D 1/613 Projection de 37.

titan sur prothense medicale avec refroidissement par CO2 ou argon / ;

заявл., опубл.

Зимон А.Д. Адгезия пленок и покрытий. – М.: Химия, 1977. – 352 с.

38.

Исследование возможностей ультразвукового управления 39.

компромиссным качеством биоактивных плазмонапыленных титан гидроксиапатитовых покрытий дентальных имплантатов / Н.В. Бекренев Н.В. [и др.] // Современные проблемы имплантологии: сб. научн. статей 6-й Междунар. конф. – Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2002. – С. 102– 112.

Исследование особенностей возбуждения плазмон-поляритонов в 40.

периодически наноструктурированных металлических пленках методом фотонной сканирующей туннельной микроскопии / Ясинский В.М. [и др.] // VII Международный семинар. Методологические аспекты сканирующей зондовой микроскопии, г. Минск, 1–3 ноября 2006 г. С.37-42.

Ионная модификация поверхности ортопедических имплантатов в свете 41.

профилактики и лечения инфекционных осложнений / А.В. Карлов [и др.] // Гений ортопедии.- 2000.- № 4.- С. 101–105.

Итин В.И. Функциональные композиционные материалы "биокерамика 42.

никелид титана" для медицины / Итин В.И. [и др.] // Письма в ЖТФ, 1997. – Т. 23. – № 8.

Казакевич В.П. Образование периодических структур при лазерной 43.

абляции металлических мишеней в жидкости / В.П. Казакевич, А.В.

Симакин, Г.А. Шафеев // Квантовая электроника.- 2005. -№35.– С. 831 834.

Калганова С.Г. Исследование процесса плазменного напыления 44.

многослойных покрытий на дентальные имплантаты: Дис… канд. техн.

наук. – Саратов, 1999.

Калганова С.Г. Физико-механические свойства плазмонапыленных 45.

геттерных покрытий на основе титана / С.Г. Калганова, В.Н. Лясников // Тез. докл. науч.-техн. конф. с участием зарубежных специалистов «Вакуумная наука и техника». – Гурзуф, 1994.

Калита В.И. Плазменные покрытия с нанокристаллической и аморфной 46.

структурой / В.И. Калита, Д.И. Комлев. – М.: Изд-во «Лидер», 2008. 388 с.

Калита В.И. Трехмерные капиллярно-пористые покрытия / В.И. Калита, 47.

В.Н.Соколов, В.А. Парамонов // Физика и химия обработки материалов.

– 2000. – № 4. – С. 55–61.

Калита В.И. Физика и химия формирования биоинертных и биоактивных 48.

поверхностей на имплантатах. // Физика и химия обработки материалов, 2000.- №5.- С. 28-45.

Калита В.И. Формирование композиционных пористых покрытий на 49.

поверхности имплантатов низкотемпературной плазмы / Калита В.И. [и др.] // Физика и химия обработки материалов. –2005. – № 3. – С. 39–47.

Кибальникова О.В. Биологически стойкие покрытия для имплантатов / 50.

О.В. Кибальникова, А.В. Лясникова, А.Н. Михайлова // Современные проблемы имплантологии: Сб. научн. статей 6-й Междунар. конф. – Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2002. – С. 39–40.

Кипарисов С.С. Порошковая металлургия / С.С. Кипарисов, Г.А.

51.

Либензон. – М.: Машиностроение, 1980. – 495 с.

Князьков А.А. Плазменное напыление композиционных материалов из 52.

титана и гидроксиапатита на имплантаты при воздействии ультразвуковых колебаний: дис. … канд. техн. наук: А А Князьков;

науч.

рук. В.Н. Лясников.- Саратов, 2000. – 161 с.

Конструирование, производство и применение внутрикостных 53.

стоматологических имплантатов: Учеб. пособие: В 2 ч. / Под ред. проф.

В.Н. Лясникова.– Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2003. – 76 с.

Корж Н.А. Имплантационные материалы и остеогенез. Роль 54.

оптимизации и стимуляции в реконструкции кости / Н.А. Корж, Л.А.

Кладченко, С.В. Малышкина // «Ортопедия, травматология и протезирование».- 2008.- №4.- С. 5–14.

Коррозионные и электротехнические свойства титана, поверхностно 55.

обработанного методом лазерного облучения / Н.Д. Томашов [и др.] //

Защита металлов, 1987.- т.23.- №3.- С. 338-393.

Корчагин А.В. Повышение качества и оптимизация технологии 56.

плазменного напыления биопокрытий из титана и гидроксиапатита на имплантаты: Дис... канд. техн. наук. – Саратов, 1999. – 146 с.

Кудинов В.В. Нанесение плазмой тугоплавких покрытий / Кудинов 57.

В.В., Иванов В.М. – М.: Машиностроение, 1981. – 192 с.

Кудинов В.В. Плазменные покрытия. – М.: Наука, 1977. – 184 c.

58.

Лазерная обработка газотермических покрытий на титановых сплавах / 59.

С.А. Астапчик [и др.] // Весцi АН Беларусi. Сер. фiз.-тэхн. н.- 1995.- № 3.- С. 3-9.

Ларионов В. П. Влияние лазерной обработки на износостойкость 60.

плазменных покрытий / В. П. Ларионов, Н. П. Болотина, Г. Г.

Винокуров // Институт физико-технических проблем Севера СО РАН.

Наука - пр-ву, 2004.- №9.- С. 34-36.

Лепилин А.В. Биологически стойкие покрытия для имплантатов / А.В.

61.

Лепилин [и др.] // Современные проблемы имплантологии/ Сб. научн.

статей 6-й Междунар. конф., Саратов: Сарат. техн. гос. ун-т, 2002.- С. 29 30.

Либенсон М.Н. Поверхностные электромагнитные волны в оптике // 62.

Соросовский образовательный журнал.- 1996.- № 10.- С.

Ливен А.В. Применение методов планирования эксперимента для 63.

оптимизации режимов и рецептур на лабораторных и пилотных установках / А.В. Ливен, А.В. Спицина, Ю.Л. Муромцев.- г.Черкассы, 1974. – 69 с.

Лучинский Г.П. Химия титана. – М.: Химия, 1971. – 472 с.

64.

Лясников В.Н. Биологически активные плазмонапыленные 65.

покрытия для имплантатов / В.Н. Лясников, Л.А. Верещагина// Перспективные материалы, 1996. – № 6. – С. 50–55.

Лясников В.Н. Комплексное исследование физико-химических свойств 66.

плазменных покрытий, разработка технологии и оборудования и внедрение их в серийное производство ЭВП: Дис… д-ра техн. наук. – М.:

МИЭМ, 1987. – 474 с.

Лясников В.Н. Технология и свойства покрытий, получаемых 67.

плазменным напылением и используемых в производстве электронной техники // Обзоры по электронной технике. Сер. 7. Технология, организация производства и оборудование. – М.: ЦНИИ “Электроника”, 1984. – Вып. 3 (1004). – 96 c.

Мазанов К.В. Исследование процессов ультразвукового 68.

электроплазменного напыления биоактивных титан-гидроксиапатитовых покрытий и их модельной резорбции в изотоническом растворе: Дис… канд. техн. наук / К В Мазанов;

науч. рук.– Саратов, 2002. – 232 с.

Макин В. Упорядоченное наноструктурирование полупроводников 69.

фемтосекундным излучением // Фотоника, 2009.- №14.– С.16-20.

Математическая теория планирования эксперимента / Под ред. С.М.

70.

Ермакова. – М.: Наука, 1983. – 392 с.

Медведев Ю.М. О влиянии шероховатости и степени наклепа на 71.

прочность сцепления плазменных покрытий / Ю.М. Медведев, И.А.

Морозов// Физика и химия обработки материалов, 1975. – № 4. – С. 27– 30.

Мирзоев Ф.Х. Деформационная неустойчивость и генерация 72.

поверхностных упорядоченных структур при лазерном воздействии // Квантовая электроника, 1996. - №9. – 23. – С. 827-830.

Модификация плазмонапыленных гидроксиапатитовых покрытий 73.

лазерным излучением / В.А. Папшев [и др] // Проблемы оптической физики и биофотоники». Материалы 13-й Международной молодежной научной школы по оптике, лазерной физике и биофизике. 21-24 сентября 2009 г. Саратов, 2009.- С. 73-77.

Модификация поверхности кристаллического кремния под действием 74.

наносекундных импульсов второй гармоники Nd:YAG-лазера / Зуев Д.А.

[и др.] // Тр. X межвузовской научной школы молодых специалистов "Концентрированные потоки энергии в космической технике, электронике, экологии и медицине" 23-24 ноября 2009 г., 2009.- С. 83-86.

Мурзин С.П. Тепловое воздействие на материалы комбинированных 75.

энергетических потоков при плазменно-лазерном нанесении покрытий // Лазерная техника и технология. – 2002.- C. 81-86.

Нанесение неорганических покрытий (теория, технология, 76.

оборудование): Учеб. пособие для студентов вузов / Под ред. Г.В.

Боброва, А.А. Ильина. – М.: Интермет Инжиниринг, 2004. – 624 с.

Научные основы разработки и применения современных дентальных 77.

имплантатов / В.Н. Лясников [и др.] // Клиническая имплантология и стоматология, 1998.- №2(5).

Нераспыляемые плазмонапыленные газопоглотители. Свойства.

78.

Технология. Оборудование. Применение / Н.В. Бекренев [и др.].– Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1996.– 200 с.

Орловский В.П. Структурные превращения гидроксиапатита кальция в 79.

температурном интервале 100-1600 °С / В.П. Орловский, Ж.А. Ежова// Журн. неорган, химии, 1990.- Т. 35.- № 5.- С. 1337.

Оптимизация процесса остеоинтеграции плазмонапыленных 80.

стоматологических эндооссальных имплантатов путем формирования регулярной пористой структуры покрытия / В.Н.

Лясников [и др.]// Клиническая имплантология и стоматология, 1998. – № 2 (5). – С. 62–65.

Особенности построения костной ткани у поверхности имплантата с 81.

покрытием из гидроксиапатитата, напыленным эксимерным и СО2 лазерами / А.И. Воложин [др.] // Стоматология, 1996.- №6. – С. 4-7.

Очистка поверхности изделий перед напылением газовыми разрядами / 82.

В.М. Таран [и др.] // Теория и практика газотермического нанесения покрытий. – Дмитров, 1983. – С. 52–56.

Параскевич В. Л. Дентальная имплантология: Основы теории и 83.

практики. Научно – практическое пособие / В. Л. Параскевич. – Мн.:

ООО «Юнипресс», 2002. – 368с.

Пат. 2146535 РФ. Способ изготовления внутрикостного 84.



Pages:     | 1 | 2 || 4 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.