Thesis /

ROMDOC-THESIS-2016-482

Cercetări privind obţinerea şi caracterizarea structurală a unui oţel inoxidabil austenitic utilizabil în medicină

Trante, Octavian
2009-07-17

Abstract: Rezumat Biomaterialele reprezintă o clasă aparte de materiale, cu cerinţe stricte şi cu metode de caracterizare diversificate. Printre numeroasele clase de biomateriale oţelurile inoxidabile ocupă un loc aparte datorită proprietăţilor mecanice bune, rezistenţei la coroziune, dar şi costurilor de producţie scăzute şi uşurinţei în fabricare. Obiectivul declarat al acestei teze de doctorat este acela de a elabora şi caracteriza un aliaj tip oţel inoxidabil austenitic aparţinând sistemului ternar Cr-Ni-Mo utilizabil în aplicaţii din domeniul medical. Pentru a opta asupra unei compoziţii chimice a aliajului şi pentru a decide programul experimental s-au efectuat cercetări asupra unor produse de pe piaţa medicală, semifabricate şi explanturi, totalizând 11 produse. Parametrii de elaborare şi rafinare în cuptorul cu inducţie cu vid a aliajului şi parametrii de tratament termic de detensionare şi de călire de punere în soluţie la care vor fi supuse probele deformate plastic la rece prin trefilare sunt calculaţi astfel încât să se respecte limitele de compoziţie stabilite de SR ISO 5832-1:1997(E) sub compoziţia „D”, dar şi satisfacerea condiţiilor impuse de către standardele ISO 10993-1:2003(E) şi ASTM F-748-98. Microscopia optică din punct de vedere calitativ şi cantitativ şi microscopia electronică sunt instrumente puternice utilizate de autor pentru a determina structura şi incluziunile nemetalice existente în aliaj. Pentru completarea investigaţiilor se apelează la investigaţii prin difracţie de raze X pentru a analiza constituţia fazică a aliajelor aflate în diferite stări structurale şi de tensiuni. S-a urmărit determinarea proprietăţilor termofizice utile ale aliajelor: coeficientul de dilatare, conductivitatea şi difuzivitatea termică, investigând şi eventualele transformări fazice în aliaj la încălzire, folosind tehnici de calorimetrie diferenţială şi dilatometrie. Determinarea caracteristicilor mecanice, de duritate, de microduritate şi a valorilor obţinute în urma încercărilor la tracţiune furnizează informaţii utile în estimarea comportării aliajului în serviciu. Se încearcă valorificarea datelor în stabilirea unui model matematic de calcul a rezistenţei mecanice în funcţie de gradul de deformare plastică la rece pentru un oţel inoxidabil cu un conţinut maxim de 0,03%C. Aliajul elaborat experimental şi semifabricatele obţinute industrial sunt caracterizate din punct de vedere al biofuncţionalităţii şi al biocompatibilităţii, fiind corelate componentele acestor proprietăţi cu stările structurale ale acestora. Aceste studii şi cercetări cu caracter interdisciplinar sunt efectuate cu metode moderne ce garantează valabilitatea rezultatelor, iar analiza rezultatelor este efectuată prin compararea cu specificaţiile standardelor în vigoare. Tema lucrării este deosebit de interesantă şi de actuală ce necesită o abordare interdisciplinară a subiectului, domeniul medical fiind marcat de adoptarea acestor aliaje cu un impact socio-economic remarcabil. Obiectivul principal al lucrării, de a obţine şi a caracteriza un nou oţel inoxidabil austenitic cu proprietăţi îmbunătăţite, ce poate fi folosit la fabricarea unor implanturi, contribuie la augmentarea calităţii vieţii, deci, la confortul, bunăstarea şi satisfacerea nevoilor pacientului ce le necesită. Abstract Biomaterials are a specific class of materials with specific and strict requirements, having various methods for characterization. Among many materials, the austenitic stainless steels obtain a favorable position because of their low production costs and excellent service behavior. Obtaining and characterizing an austenitic stainless steel within Cr-Ni-Mo system with medical applications constitutes the primary objective of this paper. To ease and fond the basis of this study several products used on the medical market were used, thus 11 products were sturdy analyzed and characterized. The obtaining and refining parameters along the heat treatment parameters applied were adopted in such manner that the final product conformed to field standards: SR ISO 5832-1:1997(E), ISO 10993-1:2003(E) and ASTM F-748-98. Using powerful tools such as qualitative and quantitative optical microscopy and electronic microscopy the structure and the non metallic inclusions were studied. To confirm and complete these studies X-ray diffraction was used to analyze the phases present. Another experimental research regarded thermal properties of the alloy and also any eventual phase transitions that might occur during heating, using DSC techniques and dilatometric analysis. The mechanical characteristics were also determined to evaluate proper behavior of the alloy in use, and some experimental data was used to create a method to compute the mechanical resistance in dependence with the degree of cold work applied on the stainless steel with a highest content of carbon of 0.03%. Biocompatibility and biofunctionality aspects of the studied alloy were characterized, their components correlated with structural states within. These interdisciplinary studies were performed using modern and actual test methods, the result analysis performed regarded actual standards, thus the information obtained being reliable. The selected theme is actual and interesting; it requires an interdisciplinary approach, the medical field having and social and economic mark from the introduction of the stainless steels as a useful material. The main objective, obtaining and characterizing a new stainless steel alloy for medicine with enhanced properties, increases life quality in which it contributes to patient welfare, comfort and ease, as well to needs satisfaction of those who really need aiding.

Keyword(s): Materiale medicale -- Teză de doctorat ; Oţel inoxidabil -- Teză de doctorat ; Oţel austenitic -- Teză de doctorat ; Biocompatibilitate -- Teză de doctorat ; Biomateriale -- Teză de doctorat
OPAC: See record in BC-UPB Web OPAC
Full Text: see files

Notices similaires

 

Les utilisateurs qui ont vu cette page ont aussi vu:

(269)  Optimizarea conceptuală şi operaţională a instalaţiilor chimice multiscop - Voinescu, Sorin - ROMDOC-BC_UPB-THESIS-2003-000000054 (264)  Tehnologiile informării şi comunicării : suport de curs - Curta, Olimpia - ROMDOC-BOOK-2007-005 (257)  Scientific bulletin Series B: Chemistry and Materials - ROMDOC-Journal-2007-002 (256)  Dezvoltarea de electrozi chimic modificaţi bazaţi pe derivaţi ai 4,4’- dipiridinei - Chira, Ana - ROMDOC-THESIS-2021-2313 (255)  Managementul congestiilor în sistemele electroenergetice în prezenţa surselor regenerabile - Boambă, Claudia-Elena - ROMDOC-THESIS-2021-2325

 

Évaluer ce document:

Soyez le premier à noter ce document

Discuter ce document:

Commencer la discussion sur n'importe quel aspect de ce document.