Введение
Глава 1. Методы получения функциональных покрытий и упрочняющей обработки поверхности металлов и сплавов медицинского назначения
1.1. Медицинские металлоизделия и основные характеристики используемых материалов
1.2. Особенности функционирования имплантированных металлоизделий в кости
1.3. Электрофизические, электротермические и прочие методы модифицирования металлических поверхностей и получения на них биосовместимых наноструктурированных керамических покрытий
1.4. Необходимость создания механически прочной поверхности на имплантируемых металлоизделиях
1.5. Физические основы нагрева ТВЧ и перспективы его применения для термообработки металлических медицинских материалов
Выводы по 1-ой главе 67
Глава 2. Моделирование электродинамических процессов и теплопередачи в титановых изделиях при нагреве ТВЧ
2.1. Система «индуктор - заготовка» и ее основные характеристики
2.2. Постановка задачи при моделировании процессов, происходящих при нагреве ТВЧ
2.3. Геометрическая модель системы «индуктор - образец», граничные условия, электро- и теплофизические характеристики материалов
2.4. Решение самосогласованной краевой задачи электродина- з мики и теплопроводности для системы «индуктор - изделие» при обработке ТВЧ
2.5. Частные решения самосогласованной краевой задачи электродинамики и теплопроводности для титановых изделий различной геометрии
Выводы по 2-ой главе 118
Глава 3. Характеристики комплекса для обработки ТВЧ и модификации поверхности титановых изделий
3.1. Основные характеристики устройства для обработки ТВЧ 121
3.2. Определение кинетики нагрева титановых образцов 135
3.3. Устройство для термического оксидирования поверхности малогабаритных металлоконструкций при обработке ТВЧ
3.4. Схема коллоидной модификации керамическими наночастицами поверхности оксидных покрытий, а также режимы обработки ТВЧ для получения композиционных покрытий системы «Ті-основа - Ті02 - КНЧ-ГА»
3.6. Комбинированные способы получения высокопористых покрытий в системе «Ті-основа - Та - (Ті,Та)хОу» и «Ті-основа - Ті - Ті02» методами электроискрового легирования и электроплазменного напыления, а также последующей обработки ТВЧ
3.7. Комбинированный метод получения наноструктурированных плазменнонапыленных покрытий гидроксиапатита на тита новой основе с предварительной активацией ТВЧ
Выводы по 3-ей главе 156
Глава 4. Упрочняющая обработка ТВЧ и комбинированные методы получения покрытий на металлах и сплавах медицинского назначения
4.1. Экспериментальные образцы металлоизделий и подготовка их поверхности для получения покрытий
4.2. Методы исследования фазово-структурного состояния, химического состава, физико-механических свойств материалов и функциональных покрытий
4.2.1. Исследование фазово-структурного состояния покрытий
4.2.2. Исследование химического состава покрытий и приповерхностного слоя
4.2.3. Исследование морфологии поверхности и структуры покрытий
4.2.4. Фрактально-спектральный анализ поверхности материалов и покрытий в микро- и нанометровом масштабе
4.2.5. Определение твердости, модуля упругости и стойкости к царапанию покрытий
4.2.6. Определение износостойкости покрытий 173
4.2.7. Исследование прочности образцов при растяжении 177
4.2.8. Математическая обработка экспериментальных ре-зультатов
4.3. Химический состав поверхности и приповерхностного слоя образцов технического титана ВТ1-00 и титанового сплава ВТ 16, подвергнутых обработке ТВЧ
4.4. Фазово-структурное состояние поверхности технического титана ВТ 1-00 и титанового сплава ВТ 16 после обработки ТВЧ
4.5. Механизм образования оксидных покрытий на поверхности технического титана ВТ 1-00 и титанового сплава ВТ 16 при обработке ТВЧ
4.6. Морфология поверхности технического титана и сплава ВТ16
4.7. Фрактальные характеристики поверхности оксидных покрытий в микро- и нанометровом диапазоне
4.8. Твердость, модуль упругости, стойкость к царапанию и износостойкость оксидных покрытий, полученных на техническом титане при обработке ТВЧ
4.9. Сверхтвердые оксидные покрытия и перспективы их применения
4.10. Влияние обработки ТВЧ на характеристики прочности и пластичности образцов технического титана ВТ 1-00 и титанового сплава ВТ 16 при растяжении
4.11. Структурно-морфологические особенности поверхности и физико-механические свойства образцов композиционных покрытий системы «Ті-основа - ТЮг - КНЧ-ГА»
4.12. Особенности последующей термообработки изделий с плазменнонапыленными покрытиями титана и влияние режимов обработки ТВЧ на морфологические характеристики микро- и наноструктуры, а также микротвердость композиционных по крытий системы «Ті-основа - Ті - Ті02»
4.13. Электроискровое легирование танталом поверхности титановых сплавов ВТ 1-00 и ВТ 16, определение влияния последую щей индукционно-термической обработки на морфологические характеристики образцов и построение регрессионных зависи мостей твердости и модуля упругости для композиционных по крытий системы «Ті-основа - Та - (Ті,Та)хОу»
Выводы по 4-ой главе 279
Глава 5. Плазменное напыление покрытий гидроксиапатита на титановые изделия, подвергнутые термической активации ТВЧ
5.1. Общая схема процесса плазменного напыления порошковых покрытий и численное моделирование процессов нагрева и движения напыляемого порошка в струе плазмы
5.2. Феноменологическая модель наноструктурирования материалов, полученных при плазменном напылении
5.3. Влияние термической активации титановой основы на фазово-структурное состояние и морфологию поверхности покрытий гидроксиапатита, полученных электроплазменным напылением 5.4. Исследование твердости и модуля упругости плазменнонапыленных покрытий гидроксиапатита, полученных на термически активированном титане
Выводы по 5-ой главе 307
Глава 6. Оценка функциональных характеристик оксидных, композиционных и газотермических покрытий, разработка технологических рекомендаций по изготовлению медицинских титановых изделий с покрытиями
6.1. Методика оценки биосовместимых качеств образцов и изделий с покрытиями в условиях in vitro и in vivo
6.2. Проверка биосовместимых качеств титановых образцов с оксидными, композиционными и газотермическими покрытиями
в условиях in vitro
6.3. Проверка биосовместимых качеств титановых изделий с покрытиями в условиях in vivo и определение эффективности их применения в ветеринарной медицине
6.4. Технологические рекомендации по обработке ТВЧ титановых изделий, получению на их поверхности высокопрочных оксидных
и композиционных покрытий
Выводы по 6-ой главе 335
Заключение 336
Список литературы
