|
|
Strukturní parametry martenzitu v Ti slitinách, ovlivněné přítomností atomů kyslíku
Šalata, Kristián ; Preisler, Dalibor (vedoucí práce) ; Lukáč, František (oponent)
Štruktúrne parametre martenzitu v titánových zliatinách modifikované prítomnosťou atómov kyslíka Táto štúdia pojednáva o vplyve β-stabilizačných prvkov a kyslíka na martenzitickú štruktúru v metastabilných β zliatinách titánu. Úvod popisuje kryštalografickú povahu metastabilnej martenzitickej fáze a jej vzťah ku kubickej priestorovo centrovanej a hexagonálnej tesne usporiadanej štruktúre. Štúdia navyše prezentuje výsledky merania transmisnej rentgenovej difrakcie, vďaka ktorej boli určené dve zložky podieľajúce sa na tvorbe martenzitickej fáze - šmyk a periodický posun atómových rovín (shuffle). Analýza prvej zložky, šmyku, bola uskutočnená kvantitatívne pomocou mriežkových parametrov. Druhá zložka, shuffle, bola analyzovaná stanovením kryštálovej štruktúry martenzitickej fáze na základe atómových pozícií. Na konci tejto práce je demonštrované meranie pomocou transmisnej elektrónovej mikroskopie s vysokým rozlíšením s následným spracovaním obrazu, ktoré priamo potvrdilo prítomnosť nanodomén O' fáze.
|
|
|
Beta-Ti alloys for medical applications
Preisler, Dalibor ; Stráský, Josef (vedoucí práce) ; Karlík, Miroslav (oponent) ; Caram jr., Rubens (oponent)
1 Název práce: Slitiny na bázi beta-Ti pro využití v medicíně Autor: Dalibor Preisler Katedra / Ústav: Katedra fyziky materiálů Vedoucí disertační práce: doc. PhDr. RNDr. Josef Stráský, Ph.D., Katedry fyziky materiálů Abstrakt: Intersticiální zpevnění vysokým obsahem kyslíku lze využít k dosažení velmi vysoké pevnosti metastabilních beta-Ti slitin, aniž by došlo ke snížení tažnosti. Obsah kyslíku však ovlivňuje fázovou stabilitu a následně zvyšuje Youngův modul pružnosti. Několik slitin s různým obsahem beta-stabilizačních prvků bylo vyrobeno obvyklými metalurgickými postupy. Navíc, velký počet slitin byl připraven tzv. high-throughput metodou za pomoci práškové metalurgie a tyto byly podrobně studovány. Měknutí krystalické mřížky, způsobené blízkostí k martenzitické transformaci, bylo využito pro minimalizaci Youngova modulu. Vliv omega fáze byl podrobně studován; bylo zjištěno, že křehnutí, způsobené atermální omega fází, s největší pravděpodobností souvisí s vysokým obsahem kyslíku a jeho difúzí do omega částic při pokojové teplotě. Byl prokázán fundamentální rozdíl v elastickém chování slitin obsahujících významný podíl omega fáze a slitin s omezeným množstvím omega fáze. V souvislosti s mechanismy plastické deformace bylo zjištěno, že vznik napěťově- indukovaného alfa″ martenzitu souvisí s rozdíly...
|
|
|
Metastabilní beta slitiny titanu pro využití v biomedicíně
Preisler, Dalibor ; Stráský, Josef (vedoucí práce) ; Janeček, Miloš (oponent)
V této práci byl studován vliv stárnutí a zápustkového kování na mikrostrukturu a mechanické vlastnosti biokompatibilní metastabilní slitiny o složení Ti-35,3Nb-7,3Zr-5,7Ta-0,7O (hm. %). Připravené stavy byly studovány pomocí optické a skenovací elektronové mikroskopie, měření mikrotvrdosti a tahových zkoušek. Ve výchozím i ve stárnutých stavech byly nalezeny chemické nehomogenity dendritického tvaru, zrna velikosti stovek mikrometrů a četné póry velikosti jednotek mikrometrů. Precipitace alfa fáze byla ve stárnutých stavech zanedbatelná a alfa částice vznikly pouze na hranicích zrn. V kovaném stavu byla nalezena od velkých zrn o velikosti stovek mikrometrů až po zrna mikrometrová. Ve stárnutém i kovaném stavu byl zjištěn nárůst mikrotvrdosti oproti výchozímu stavu, ale nebyly pozorovány významné rozdíly mezi různými podmínkami stárnutí. Byla zjištěna mez kluzu výchozího stavu 870 MPa, v kovaném stavu došlo ke zvýšení na 1120 MPa. Slitina se v obou zkoumaných stavech projevila jako tvárná při pokojové teplotě. Díky své pevnosti je slitina perspektivní pro výrobu kloubních implantátů.
|
|
|
Low-modulus titanium alloys for biomedical use
Šalata, Kristián ; Preisler, Dalibor (vedoucí práce) ; Janeček, Miloš (oponent)
Slitiny titanu patří k perspektivním biomateriálům pro výrobu kloubních implantátů. Za účelem vývoje biologicky nezávadné slitiny se zlepšenými mechanickými vlastnostmi bylo připraveno a prostudováno dvanáct slitin s různým podílem prvků Nb, Ta, Zr, Fe a konstantním obsahem kyslíku - 0,7 hm. %. Mikrostruktura slitin byla studována pomocí skenovací elektronové mikroskopie, mechanické vlastnosti měřením mikrotvrdosti a tahovými zkouškami. Z analýzy mikrostruktury vyplývá, že jediná slitina se složením Ti-20Nb-7Zr-0,7O (hm. %) obsahovala kromě metastabilní fáze i martenzitickou fázi . V případě ostatních slitin nebyla pozorována jiná než fáze . Mikrotvrdost slitin nejprve klesala se vzrůstajícím obsahem -stabilizačních prvků a při jejich vyšším obsahu začala opět růst. Vysokou hodnotu mikrotvrdosti u slitin s nízkým obsahem -stabilizačních prvků tak pokládáme za nepřímý důkaz přítomnosti tvrdé fáze . Tahové zkoušky ukázaly, že žádná ze slitin s vyšší tvrdostí nevykazuje deformační zpevňování. Přítomnost intersticiálního kyslíku vede k hodnotám meze kluzu větším než 1000 MPa. Mez pevnosti v některých případech dosáhla i více než 1200 MPa. Nejperspektivnější pro výrobu implantátů se ze zkoumaných slitin jeví slitina se složením Ti-29Nb-7Zr-0,7O díky své vysoké pevnosti, tvárnosti a nízkému Youngovu...
|
|
|
Biokompatibilní beta slitiny titanu zpevněné kyslíkem
Preisler, Dalibor ; Stráský, Josef (vedoucí práce)
Biokompatibilní beta slitiny titanu zpevněné kyslíkem Beta-Ti slitina Ti-35Nb-6Ta-7Zr-0.7O (hm. %) vykazuje nízký modul pružnosti a vysokou pevnost díky intesticiálnímu zpevnění kyslíkem. Tyto mechanické vlastnosti jsou příznivé pro výrobu kloubních implantátů. V diplomové práci je výše zmíněná slitina studována ve stavech připravených různým termomechanickým zpracováním, a to: v litém stavu, ve stavu po tlakových zkouškách za tepla, po zápustkovém kování, válcování a po kování zastudena, následovaného žíháním. Mechanické vlastnosti a mikrostruktura připravených stavů byly studovány se zájmem zlepšit nízkou únavovou odolnost litého stavu, která je způsobena porozitou a velkými zrny. Válcování zlepšilo únavovou odolnost materiálu, zejm. zjemněním zrn. Dále bylo ukázáno, že kombinací kování zastudena a rekrystalizačního žíhání lze dosáhnout významného zjemnění zrn. Průmyslové aspekty výroby implantátů studovanými metodami byly diskutovány. Ve druhé části práce byla prozkoumána možnost snížení modulu pružnosti redukcí stability beta fáze (snížením obsahu Nb a Ta) při současném zachování vysoké pevnosti zajištěné vysokým obsahem intersticiálního kyslíku. Bylo navrženo a vyrobeno několik slitin, a byly charakterizovány jejich mikrostruktura a mechanické vlastnosti. Bylo zjištěno, že modul pružnosti slitin je...
|
|
|
Biokompatibilní beta slitiny titanu zpevněné kyslíkem
Preisler, Dalibor ; Stráský, Josef (vedoucí práce)
Biokompatibilní beta slitiny titanu zpevněné kyslíkem Beta-Ti slitina Ti-35Nb-6Ta-7Zr-0.7O (hm. %) vykazuje nízký modul pružnosti a vysokou pevnost díky intesticiálnímu zpevnění kyslíkem. Tyto mechanické vlastnosti jsou příznivé pro výrobu kloubních implantátů. V diplomové práci je výše zmíněná slitina studována ve stavech připravených různým termomechanickým zpracováním, a to: v litém stavu, ve stavu po tlakových zkouškách za tepla, po zápustkovém kování, válcování a po kování zastudena, následovaného žíháním. Mechanické vlastnosti a mikrostruktura připravených stavů byly studovány se zájmem zlepšit nízkou únavovou odolnost litého stavu, která je způsobena porozitou a velkými zrny. Válcování zlepšilo únavovou odolnost materiálu, zejm. zjemněním zrn. Dále bylo ukázáno, že kombinací kování zastudena a rekrystalizačního žíhání lze dosáhnout významného zjemnění zrn. Průmyslové aspekty výroby implantátů studovanými metodami byly diskutovány. Ve druhé části práce byla prozkoumána možnost snížení modulu pružnosti redukcí stability beta fáze (snížením obsahu Nb a Ta) při současném zachování vysoké pevnosti zajištěné vysokým obsahem intersticiálního kyslíku. Bylo navrženo a vyrobeno několik slitin, a byly charakterizovány jejich mikrostruktura a mechanické vlastnosti. Bylo zjištěno, že modul pružnosti slitin je...
|
|
|
Biokompatibilní beta slitiny titanu zpevněné kyslíkem
Preisler, Dalibor ; Stráský, Josef (vedoucí práce) ; Kužel, Radomír (oponent)
Biokompatibilní beta slitiny titanu zpevněné kyslíkem Beta-Ti slitina Ti-35Nb-6Ta-7Zr-0.7O (hm. %) vykazuje nízký modul pružnosti a vysokou pevnost díky intesticiálnímu zpevnění kyslíkem. Tyto mechanické vlastnosti jsou příznivé pro výrobu kloubních implantátů. V diplomové práci je výše zmíněná slitina studována ve stavech připravených různým termomechanickým zpracováním, a to: v litém stavu, ve stavu po tlakových zkouškách za tepla, po zápustkovém kování, válcování a po kování zastudena, následovaného žíháním. Mechanické vlastnosti a mikrostruktura připravených stavů byly studovány se zájmem zlepšit nízkou únavovou odolnost litého stavu, která je způsobena porozitou a velkými zrny. Válcování zlepšilo únavovou odolnost materiálu, zejm. zjemněním zrn. Dále bylo ukázáno, že kombinací kování zastudena a rekrystalizačního žíhání lze dosáhnout významného zjemnění zrn. Průmyslové aspekty výroby implantátů studovanými metodami byly diskutovány. Ve druhé části práce byla prozkoumána možnost snížení modulu pružnosti redukcí stability beta fáze (snížením obsahu Nb a Ta) při současném zachování vysoké pevnosti zajištěné vysokým obsahem intersticiálního kyslíku. Bylo navrženo a vyrobeno několik slitin, a byly charakterizovány jejich mikrostruktura a mechanické vlastnosti. Bylo zjištěno, že modul pružnosti slitin je...
|
|
|
Metastabilní beta slitiny titanu pro využití v biomedicíně
Preisler, Dalibor ; Stráský, Josef (vedoucí práce) ; Janeček, Miloš (oponent)
V této práci byl studován vliv stárnutí a zápustkového kování na mikrostrukturu a mechanické vlastnosti biokompatibilní metastabilní slitiny o složení Ti-35,3Nb-7,3Zr-5,7Ta-0,7O (hm. %). Připravené stavy byly studovány pomocí optické a skenovací elektronové mikroskopie, měření mikrotvrdosti a tahových zkoušek. Ve výchozím i ve stárnutých stavech byly nalezeny chemické nehomogenity dendritického tvaru, zrna velikosti stovek mikrometrů a četné póry velikosti jednotek mikrometrů. Precipitace alfa fáze byla ve stárnutých stavech zanedbatelná a alfa částice vznikly pouze na hranicích zrn. V kovaném stavu byla nalezena od velkých zrn o velikosti stovek mikrometrů až po zrna mikrometrová. Ve stárnutém i kovaném stavu byl zjištěn nárůst mikrotvrdosti oproti výchozímu stavu, ale nebyly pozorovány významné rozdíly mezi různými podmínkami stárnutí. Byla zjištěna mez kluzu výchozího stavu 870 MPa, v kovaném stavu došlo ke zvýšení na 1120 MPa. Slitina se v obou zkoumaných stavech projevila jako tvárná při pokojové teplotě. Díky své pevnosti je slitina perspektivní pro výrobu kloubních implantátů.
|
host ::
RSS.