Metastabiliní slitiny Ti pro bioaplikace - vliv obsahu kyslíku na fázové transformace a mikrotvrdost
| Název práce v češtině: | Metastabiliní slitiny Ti pro bioaplikace - vliv obsahu kyslíku na fázové transformace a mikrotvrdost |
|---|---|
| Název v anglickém jazyce: | Metastable Ti alloys for biomedical use - the effect of increased oxygen content on phase transformations and microhardness |
| Klíčová slova: | slitiny titanu, biomedicína, mikrotvrdost, fázové transformace |
| Klíčová slova anglicky: | titanium alloys, biomedicine, microhardness, phase transformations |
| Akademický rok vypsání: | 2015/2016 |
| Typ práce: | projekt |
| Jazyk práce: | čeština |
| Ústav: | Katedra fyziky materiálů (32-KFM) |
| Vedoucí / školitel: | doc. PhDr. RNDr. Josef Stráský, Ph.D. |
| Řešitel: | skrytý - zadáno vedoucím/školitelem |
| Datum přihlášení: | 16.05.2016 |
| Datum zadání: | 16.05.2016 |
| Zásady pro vypracování |
| 1) Seznámení se slitinami titanu vhodnými pro využití v medicíně. Seznámení se s mikrostrukturními změnami a fázovými transformacemi probíhajícími v metastabilních beta slitinách Ti při termomechanickém zpracování.
2) Příprava vzorků po termomechanickém zpracování, měření mikrotvrdosti. Spolupráce na pozorování mikrostruktury pomocí skenovacího elektronového mikroskopu. 3) Stručný komentář dosažených výsledků - vliv termomechanického zpracování na mikrostrukturu a mikrotvrdost. |
| Seznam odborné literatury |
| J. Šmilauerová; Phase transformations and microstructure changes in TIMET LCB alloy, diplomová práce; 2012
M. Niinomi; Mechanical properties of biomedical titanium alloys; Materials Science and Engineering A243 (1998) 231–236 G. Lutjering, J.C. Williams; Titanium; Springer; 2007 S. Nag: Influence of beta instabilities on the early stages of nucleation and growth of alpha in beta titanium alloys, PhD Thesis, The Ohio State University (2008) |
| Předběžná náplň práce |
| Slitiny titanu jsou již několik desetiletí využívány v různých oblastech medicíny, především v ortopedii. Cílem současného aktivního výzkumu je připravit tzv. metastabilní β slitiny titanu s vysokou pevností. V rámci projektu budou zkoumána nově navržená laboratorně připravená slitiny s vysokým obsahem beta stabilizačních biokompatibilních prvků (Nb, Zr) a zároveň se zvýšeným obsahem kyslíku, který materiál zpevňuje.
Při termomechanickém zpracování dochází ke mikrostrukturním změnám a fázovým transformacím. Zkoumané materiály budou podrobeny termomechanickému zpracování. Studentka provede měření mikrotvrdosti a bude se podílet na pozorování pomocí skenovací elektronové mikroskopie. Projekt je vhodný i pro studenty 1. či 2. ročníku pro seznámení se základními experimentálními metodami a základními fyzikálními principy strukturálních fázoých transformací v kovech. Pro studenty vyšších ročníků lze projekt rozšířit na plnohodnotnou bakalářskou či diplomovou práci. |
| Předběžná náplň práce v anglickém jazyce |
| Titanium alloys have been used in biomedicine, mainly in orthopaedics. for few last decades. The aim of current active research in the field of beta-Ti alloys is to design the material with enhanced strength. Newly designed and laboratory-prepared alloys with high content of beta stabilizing biocompatible elements (Nb, Zr) and strength-enhancing oxygen content will be studied.
During thermal treatment of such polymorphous alloys formation of alpha particles occurs. Higher content and uniform distribution of this particles enhances material hardness. Studied materials will be annealed under different temperatures in a salt bath. Student will measure the microhardness of the prepared samples and he/she will collaborate in scanning electron microscopy observations. The student project is suitable also for students in the first or second grade, mainly for introduction to basic experimental methods and also to structural phase transformations in metals. The project can be extended to bachelors or masters thesis. |