Zliatiny titánu s nízkym modulom pružnosti pre využitie v medicíne

• Thesis title in thesis language (Slovak): Zliatiny titánu s nízkym modulom pružnosti pre využitie v medicíne
• Thesis title in Czech: Slitiny titanu s nízkým modulem pružnosti pro využití v medicíně
• Thesis title in English: Low-modulus titanium alloys for biomedical use
• Key words: slitiny titanu|modul pružnosti|mikrostruktura|mechanické vlastnosti
• English key words: titanium alloys|elastic modulus|microstructure|mechanical properties
• Academic year of topic announcement: 2020/2021
• Thesis type: Bachelor's thesis
• Thesis language: slovenština
• Department: Department of Physics of Materials (32-KFM)
• Supervisor: RNDr. Dalibor Preisler, Ph.D.
• Author: Mgr. Kristián Šalata - assigned and confirmed by the Study Dept.
• Date of registration: 24.09.2020
• Date of assignment: 24.09.2020
• Confirmed by Study dept. on: 30.12.2020
• Date and time of defence: 08.07.2021 09:00
• Date of electronic submission: 26.05.2021
• Date of submission of printed version: 26.05.2021
• Date of proceeded defence: 08.07.2021
• Opponents: prof. RNDr. Miloš Janeček, CSc.
• Advisors: doc. PhDr. RNDr. Josef Stráský, Ph.D.

Guidelines

1) Studium odborné literatury a zpracování rešerše - slitiny titanu pro využití v medicíně a jejich mechanické vlastnosti
2) Příprava vzorků ze slitiny Ti-35Nb-7Zr-6Ta-0.8O určené pro výrobu kloubních implantátů, příprava vzorků z laboratorně připravených slitin Ti-Nb-Zr-O
3) Mikrostrukturní pozorování pomocí elektronové mikroskopie
4) Studium mechanických vlastností (mikrotvrdost, pevnost, tvárnost, elastické konstanty).
5) Objasnění vlivu složení slitin na mechanické vlastnosti.
6) Diskuse výsledků a zpracování bakalářské práce

References

G. Lutjering, J.C. Williams; Titanium; Springer; 2007
J. Stráský, P. Harcuba, K. Václavová, K. Horváth, M. Landa, O. Srba, M. Janeček, Increasing strength of a biomedical Ti-Nb-Ta-Zr alloy by alloying with Fe, Si and O. J Mech Behav Biomed Mater 71 (2017)329 - 336.
J. Stráský, M. Janeček, P. Harcuba, D. Preisler, M. Landa, Chapter 4.2 - Biocompatible beta-Ti alloys with enhanced strength due to increased oxygen content, Titanium in Medical and Dental Applications, Woodhead Publishing Series in Biomaterials, 2018, 371-392.
J. Stráský, Optimization of properties of Ti based alloys for biomedical and structural applications, dizertační práce, 2014
M. Niinomi, Mechanical biocompatibilities of titanium alloys for biomedical applications, J Mech Behav Biomed Mat 1, 2008, 30-42
J.I. Qazi, B. Marquardt, B. Allard, H.J. Rack, Phase transformations in Ti-35Nb-7Zr-5Ta-(0.06-0.68)O alloys. Mat Sci Eng 25, 2005, 389 – 397.
X. Tang, T. Ahmed, H.J. Rack, Phase transformations in Ti-Nb-Ta and Ti-Nb-Ta-Zr alloys. J. Mat. Sci. 35, 2000, 1805-1811

Preliminary scope of work

Slitiny titanu jsou dlouhodobě jedním z nejpoužívanějších materiálů v medicíně, především jako totální endoprotézy velkých kloubů a fixační prvky. Nedávno vyvinuté beta slitiny Ti se zvýšeným obsahem kyslíku se vyznačují vysokou biokompatibilitou a sníženým modulem pružnosti, který je výhodný pro použití v ortopedii. Předmětem bakalářské práce bude experimentální charakterizace slitiny Ti-35Nb-7Zr-6Ta-0.8O, která byla vyrobena komerčním způsobem pro výrobu kloubního implantátu. Dále budou navrženy a charakterizovány slitiny na bázi Ti-Nb-Zr-O s různým obsahem niobu.

Nabízená bakalářská práce je součástí výzkumu na katedře fyziky materiálů v této atraktivní oblasti. Student se během řešení práce zorientuje v problematice slitin Ti s nízkým modulem pružnosti pro využití v medicíně. Hlavní náplní práce je experimentální charakterizace mikrostruktury a analýza mechanických vlastností. Cílem je objasnit vliv chemického složení, fázových transformací a mikrostruktury na mechanické vlastnosti. Bakalářská práce bude dobrým východiskem pro práci diplomovou a v případě dobře zpracované bakalářské práce bude student její výsledky prezentovat na některé ze zahraničních konferencí.