Усовершенствование метода интенсивной пластической деформации для получения высокопрочных заготовок титана ВТ1-0 в субмикрокристаллическом и наноструктурном состояниях для медицинского применения тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.16.01, кандидат технических наук Ерошенко, Анна Юрьевна

• Ерошенко, Анна Юрьевна
• кандидат технических наук
• 2009

Оглавление диссертации кандидат технических наук Ерошенко, Анна Юрьевна

ВВЕДЕНИЕ.

1. МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ МЕДИЦИНЫ.

1.1. Конструкционные металлические материалы медицинского назначения.

1.2. Применение титана и его сплавов в качестве материалов для изготовления ортопедических и дентальных имплантатов.

2. УЛЬТРАМЕЛКОЗЕРНИСТЫЕ И НАНОСТРУКТУРНЫЕ МАТЕРИАЛЫ: ПОЛУЧЕНИЕ, СТРУКТУРА И ПРОЧНОСТНЫЕ

СВОЙСТВА.

2.1. Методы и принципы интенсивной пластической деформации получения объемных ультрамелкозернистых и наноструктурных материалов.

2.1.1. Ультрамелкозернистые и наноструктурные материалы.

2.2. Особенности микроструктуры ультрамелкозернистых и наноструктурных материалов, полученных методами интенсивной пластической деформации.

2.3. Механические свойства и деформационное поведение ультрамелкозернистых и наноструктурных металлических материалов.

2.4. Постановка задач исследования.

3. ВЫБОР МАТЕРИАЛА И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

3.1. Материалы исследования.

3.2. Методика подготовки образцов.

3.3. Методы исследований.

3.3.1. Исследование микроструктуры.

3.3.1.1. Методика оценки среднего размера зерна.

3.3.1.2. Рентгеноструктурный анализ.

3.3.2. Изучение механических свойств.

4. МИКРОСТРУКТУРА ТЕХНИЧЕСКИ ЧИСТОГО ТИТАНА, ПОДВЕРГНУТОГО ИНТЕНСИВНОЙ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ ПО

РАЗЛИЧНЫМ СХЕМАМ ДЕФОРМИРОВАНИЯ.

4.1. Микроструктура титана ВТ 1-0 после многоходовой прокатки при комнатной температуре.

4.2. Микроструктура титана ВТ 1-00 после равноканального углового прессования.

4.3. Особенности микроструктуры титана ВТ1-0, подвергнутого многократному одноосному прессованию в пресс-форме при различных деформационных режимах.

4.3.1. Микроструктура титана ВТ 1-0 после многократного одноосного прессования со сменой оси деформации в пресс-форме в различных сечениях заготовки.

4.4. Микроструктура титана ВТ 1-0 после комбинированного метода многократного одноосного прессования со сменой оси деформации в пресс-форме и многоходовой прокатки.

4.5. Микроструктура титана ВТ1-0, подвергнутого комбинированному методу свободного аЬс-прессования и многоходовой прокатки.

4.6. Термостабильность микроструктуры наноструктурного и субмикрокристаллического титана.

4.6.1. Термостабильность микроструктуры субмикрокристаллического титана.

4.6.2. Термостабильность микроструктуры наноструктурного титана.125 ■

4.7. Соотношение Холла-Петча для наноструктурного и субмикрокристаллического титана.

5. МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ТИТАНА, ПОДВЕРГНУТОГО ИНТЕНСИВНОЙ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИЕЙ ПО РАЗЛИЧНЫМ

СХЕМАМ.

5.1. Микротвердость титана, полученного методами интенсивной пластической деформацией при различных схемах деформирования.

5.1.1. Микротвердость титана ВТ1-0 после деформации многоходовой прокаткой.

5.1.2. Микротвердость титана после равноканального углового прессования.

5.1.3. Микротвердость титана ВТ1-0 после аЬс-прессования.

5.1.4. Микротвердость титана ВТ 1-0 после многократного одноосного прессования со сменой оси деформации в пресс-форме.

5.1.5. Микротвердость титана ВТ1-0, подвергнутого многократному одноосному прессованию в пресс-форме и abc- прессованию и последующей прокаткой.

5.1.6. Исследование термической стабильности механических свойств наноструктурного и субмикрокристаллического титана.

5.2. Механические свойства и деформационное поведение наноструктурного и субмикрокристаллического титана.

5.2.1. Механические свойства наноструктурного и субмикрокристаллического титана при статическом нагружении.

5.2.2. Исследование усталостной прочности наноструктурного и субмикрокристаллического титана.

5.2.3. Особенности деформационного поведения наноструктурного и субмикрокристаллического титана.

6. ПРИМЕНЕНИЕ НАНОСТРУКТУРНОГО И СУБМИКРОКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО ТИТАНА В ДЕНТАЛЬНОЙ

ИМПЛАНТОЛОГИИ.

ВЫВОДЫ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Усовершенствование метода интенсивной пластической деформации для получения высокопрочных заготовок титана ВТ1-0 в субмикрокристаллическом и наноструктурном состояниях для медицинского применения»

Актуальность работы. Современная дентальная имплантология открыла новые перспективы оказания помощи больным с частичной или полной потерей зубов. Возможность иметь несъемные функциональные и эстетические протезы привлекает все большее количество пациентов. На сегодняшний день потребность в дентальных имплантатах в России крайне высока. По данным профессора В.К. Поленичкина (Новокузнецкий государственный институт усовершенствования врачей Росздрава) в Кемеровской области уже в возрасте 15-19 лет частичное отсутствие зубов имеется у 25% населения. К 70 годам и старше полное отсутствие зубов наблюдается уже у 43% населения. В целом частичное отсутствие зубов по всем возрастным группам наблюдается у 69% населения [1]. Эти данные можно распространить с определенными поправками и на другие регионы России. Функциональные результаты, которых можно добиться с помощью имплантатов и съем- •' ных протезов, отличаются очень сильно. Имплантаты имеют преимущество, поскольку позволяют установить несъемный протез, они имеют более естественную биомеханику, и позволяют сохранить собственные зубы при наличии таковых. В настоящее время дентальная имплантация стала эффективным методом лечения [2-9]. - v

Условия функционирования имплантатов характеризуется влиянием сложного комплекса факторов биосреды, включающих физические, химические и механические воздействия. Это предъявляет высокие требования к биологической и механической совместимости имплантационных материалов. В тоже время большинство биосовместимых металлических материалов не обладает сочетанием необходимых биологических и механических свойств. Этим объясняется достаточно значительная доля неэффективных результатов имплантации, включающих отторжение имплантатов [10,11].

Не вызывает сомнения тот факт, что от выбора материала зависит функциональная надежность стоматологических и других имплантатов. Материал, предназначенный для имплантатов, должен быть не только прочным и одновременно пластичным, но и безвредным и биосовместимым с живым организмом. Определение термину «биосовместимость" дает European Society for Biomaterials (1986г.): "Способность имплантата вступать в адекватное множество реакций при специфическом его применении» [12]. Согласно существующим представлениям о характере взаимодействия чужеродного материала с биологическими структурами организма человека [10-12] можно сформулировать основные свойства, которыми должны обладать биосовместимые изделия:

-материал не должен вызывать местные воспалительные реакции; -материал не должен оказывать токсического и аллергического действия на живой организм;

-материал не должен обладать канцерогенным действием; -материал должен сохранять функциональные свойства в течение предусмотренного срока эксплуатации.

Указанные свойства являются необходимыми, но недостаточными для конкретного изделия. В зависимости от назначения и места имплантации к изделиям предъявляются дополнительные требования. Так материал, предназначенный для дентальной имплантации,4 должен обладать значительной механической прочностью и способностью интегрироваться в костную ткань [13]. Ко всему вышесказанному необходимо добавить, что готовые имплантаты после обработки и стерилизации не должны терять или изменять своих свойств1 [13-15], в том числе и механических.

До 70-80-х годов XX века основными материалами для изготовления им-плантатов были сталь, алюминий, стальные и алюминиевые сплавы. Механические и физико-химические параметры указанных материалов достаточно высоки, однако уровень их биосовместимости не отвечает современным требованиям [2,6,7,12], что обуславливает постоянный поиск, разработку и исследования новых материалов, пригодных для использования в медицине.

На сегодняшний день требованиям, которые современная медицина предъявляет к материалам, более всего соответствуют титан и некоторые титановые сплавы [16]. Основным достоинством этих материалов является их высокая коррозионная стойкость и высокая биосовместимость, слабая токсичность, низкие коэффициенты термического линейного расширения и теплопроводности, немагнит-ность, небольшой удельный вес [17]. Однако, если титан полностью соответствует биологическим требованиям, предъявляемым к имплантатам, то по механическим требованиям - лишь частично [13]. Хотя именно механические характеристики являются основополагающими для конструкций, имплантированных в человеческий организм и рассчитанных на долговременную эксплуатацию при различных переменных нагрузках. Механические свойства титановых сплавов значительно превышают механические свойства самого титана. На сегодняшний день наиболее широко применяемыми сплавами в медицине являются сплавы ВТ 6 (Т1-6A1-4V), ВТ 16 (Ti-2,5Al-5Mo-5V) и некоторые другие. Тем не менее, согласно [18] более благоприятно использование чистого титана, т.к. легирующие компоненты сплавов (AI, V, Mo и др.) являются токсичными для человеческого организма [19] и могут вызвать различные воспалительные реакции со стороны организма. В случае долговременного нахождения имплантата в организме человека присутствие ряда легирующих добавок недопустимо.

Однако интенсивное использование чистого титана в качестве имплантатов, в том числе и дентальных, сдерживается его низкими прочностными свойствами. Новые разработки современных имплантатов предъявляют требования не только к дальнейшему увеличению прочности, но и к повышению сопротивления материала имплантата высоким усталостным нагрузкам.

Одним из возможных путей повышения механических свойств титана является формирование высокопрочного состояния за счет создания по всему объему ультрамелкозернистого или субмикрокристаллического и наноструктурного состояний за счет воздействия интенсивной пластической деформации. В настоящее время авторами [20-25] показано, что в ультрамелкозернистом или субмикрокристаллических и наноструктурных состояниях его механические характеристики (предел текучести, предел прочности, предел выносливости при квазистатическом и циклическом изгибе, микротвердость) могут достигать свойств среднепрочных титановых сплавов. На сегодня разработаны и используются различные методы интенсивной пластической деформации, позволяющие получать ультрамелкозернистое или субмикрокристаллическое и наноструктурное состояние в заготовках, прежде всего, чистых металлов [20-25].

Для получения массивных заготовок из чистого титана с измельченным зерном достаточно успешно применяют два базовых метода интенсивной пластической деформации: равноканальное угловое прессование и его разновидности, одноосное прессование со сменой оси деформации (аЬс-прессование). Рассматриваются и комбинации этих и других методов.

Несмотря на активное развитие методов интенсивной пластической деформации, их широкое применение сдерживается рядом технологических сложностей, связанных с конструированием необходимой оснастки, увеличением размеров заготовок, формированием ультрамелкозернистых или субмикрокристаллических структур и наноструктур, однородных по всему объему образца. Отметим, что методы интенсивной пластической деформации имеют ограничения и в ряде случаев не позволяют получать заготовки-полуфабрикаты необходимой номенклатуры. В связи с этим усовершенствование и оптимизация методов интенсивной пластической деформации, в том числе комбинированных методов для создания материалов, в частности, для медицины, обладающих необходимым уровнем прочностных характеристик и максимальной биологической совместимостью является актуальной задачей медицинского материаловедения.

Работа носит прикладной характер, и ее результатом является разработка комбинированного метода интенсивной пластической деформации, включающего многократное одноосное прессование в пресс-форме со сменой оси деформации и многоходовую прокатку при комнатной температуре с последующим дорекристал-лизационным отжигом для получения прутков титана ВТ 1-0 в наноструктурном и субмикрокристаллическом состояниях, аттестация их структуры и механических свойств и практическое использование полученных прутков титана для изготовления дентальных внутрикостных винтовых имплантатов.

Научная новизна работы

1. Выполнена комплексная аттестация микроструктуры и механических свойств титана ВТ1-0 в наноструктурном и субмикрокристаллическом состояниях, полученного различными методами интенсивной пластической деформации: многоходовой прокаткой, равноканальным угловым прессованием, многократным одноосным прессованием в пресс-форме и комбинированным методом многократного одноосного прессования или аЬс-прессования в сочетании с многоходовой прокаткой. Показано, что заготовки титана ВТ 1-0 в виде прутков в наноструктурном и субмикрокристаллическом состояниях, полученные комбинированным методом многократного одноосного прессования или аЬс-прессования с многоходовой прокаткой, имеют механические свойства, которые соответствуют свойствам титановых сплавов медицинского применения как ВТ6, ВТ16.

2. Показано, что для микротвердости образцов титана ВТ1-0 с различным размером элементов структуры и зерен, полученных отжигами наноструктурного титана, сформированного комбинированным методом многократного одноосного прессования со сменой оси деформации в сочетании с прокаткой и дорекристаллизацион-ным отжигом, выполняется соотношение Холла-Петча в интервале размеров элементов структуры и зерен 0,06-25 мкм.

3. Определен верхний предел (300 °С) температурного интервала термостабильности структуры и механических свойств титана ВТ 1-0 в наноструктурном и субмикрокристаллическом состояниях, полученного методом многократного одноосного прессования и аЬс-прессования с многоходовой прокаткой.

Практическая ценность

1. Предложен комбинированный метод получения заготовок в виде прутков наноструктурного и субмикрокристаллического титана ВТ 1-0 с однородной структурой по объему заготовки, включающий многократное одноосное прессование в пресс-форме со сменой оси деформации и многоходовую прокатку при комнатной температуре с последующим дорекристаллизационным отжигом.

2. Предложена и разработана оригинальная пресс-форма, обеспечивающая прессование заготовки титана из одного канала таким образом, что пластическое течение материала происходит в двух противоположных направлениях под углом 90° к направлению деформирующего усилия. Применение пресс-формы позволяет создать стесненные условия при прессовании и тем самым повысить эффективность прессования и сохранить форму заготовки после каждого прессования.

3. Показано, что стандартная стерилизационная сухожарочная обработка (200 °С) имплантатов существенно ниже верхнего предела термостабильности титана в наноструктурном и субмикрокристаллическом состояниях (300 °С) и тем самым не меняет его микроструктуру и механические свойства.

4. Заготовки из наноструктурного и субмикрокристаллического титана рекомендованы к использованию в медицинской практике для изготовления имплантатов, в том числе, дентальных имплантатов. Титан ВТ1-0 в наноструктурном и субмикрокристаллическом состояниях обладает высокими остеоинтеграционными свойствами.

Положения, выносимые на защиту:

На защиту выносятся следующие положения:

1. Комбинированный метод интенсивной пластической деформации, включающий многократное одноосное прессование в оригинальной пресс-форме со сменой оси деформации в сочетании с многоходовой прокаткой и дорекристаллизационным отжигом для получения заготовок в виде прутков наноструктурного и субмикрокристаллического титана ВТ 1-0 с однородной структурой по объему заготовки для медицинского применения и имеющего механические свойства, соответствующие титановым сплавам медицинского применения как ВТ6, ВТ16.

2. Экспериментально установленный верхний температурный интервал термостабильности структуры и механических свойств прутков из титана ВТ1-0 в наноструктурном и субмикрокристаллическом состояниях, позволяющий проводить стандартную стерилизационную обработку в сухожарочном шкафу при температуре 200° С в течение одного часа имплантатов из наноструктурного и субмикрокристаллического титана без изменения его микроструктуры и механических свойств.

3. Выполнение соотношения Холла-Петча для микротвердости в широком интервале размеров элементов структуры и зерен 0,06-25 мкм для образцов титана, полученного отжигами титана в наноструктурном состоянии.

4. Применение заготовок из наноструктурного и субмикрокристаллического титана ВТ 1-0 в виде прутков, полученных методом многократного одноосного прессования или аЬс-прессования с многоходовой прокаткой, для изготовления винтовых дентальных внутрикостных имплантатов.

Апробация работы

Результаты исследований были доложены и апробированы на следующих конференциях: 2-ая Всероссийская молодежная научная конференция «Материаловедение, технологии и экология в III тысячелетии», Россия, г.Томск, 2003 г.; научная конференция Программы «Фундаментальные науки - медицине», Россия, г. Москва, 2003 г.; XLIII Международная конференция «Актуальные проблемы прочности», Беларусь г. Витебск, 2004 г.; X Юбилейная международная научно-практическая конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Современные техника и технологии», посвященной 400-летию г. Томска, Россия, г. Томск, 2004 г.; III Международная конференция, посвященной памяти академика Г. В. Курдюмова - Черноголовка, Россия, г. Черноголовка, 2004 г:, X Международный семинар «Дислокационная структура и механические свойства металлов и сплавов». Нанотехнология и физика функциональных нанокристалли-ческих материалов», Россия, г. Екатеринбург, 2005 г.; Международная конференция по физической мезомеханике, компьютерному конструированию и разработке новых материалов, Россия, г. Томск, 2006 г.; Международная конференция по физической мезомеханике, компьютерному конструированию и разработке новых материалов, Россия, г. Томск, 2006 г.; 45-ая Международная конференция «Актуальные проблемы прочности», Россия, г. Белгород, 2006 г.; IV Научная конференция «Химия твердого тела и современные микро- и нанотехнологии» Россия, г. Кисловодск, 2004 г.; 8- ая Всероссийская конференция «Новые технологии в стоматологии и имплантологии», Россия*, г. Саратов, 2006 г.; Научно-практическая конференция «Новые технологии в стоматологии и челюстно-лицевой хирургии», Россия, г. Новокузнецк, 2006 г.; Международный симпозиум «Biomaterialien», Германия, г. Эссен, 2006 г.; Всероссийская научно-техническая конференция с международным участием «Ультрадисперсные порошки, наноструктуры, материалы: получение, свойства, применение». IV. Ставеровские чтения, Россия, г. Красноярск, 2006 г.; 7th International Symposium INSYCONT'06 «Energy and environmental as. pects of tribology», Cracow, Poland, 2006 г.; Всероссийская научно-практическая конференция «Новые технологии создания и применения биокерамики в восстановительной медицине», Россия, г.Томск, 2007 г.; Научно-практическая региональная конференция «Актуальные вопросы стоматологии и челюстно-лицевой хирургии», Россия, г. Новокузнецк, 2007 г.; Научно-практическая конференция «Нанотехнологии и наноматериалы для биологии и медицины» с международным участием, Россия, г. Новосибирск, 2007 г.; Международная научно-практическая конференция «Состояние и перспективы транспланталогии», Беларусь, г. Минск, 2008 г.; открытая школа-конференция стран СНГ «Ультрамелкозернистые и наноструктурные материалы», Республика Башкортостан, Уфа, 2008 г.; Международная научная конференция «Наноструктурные материалы-2008 (НАНО-2008): Беларусь-Россия, Беларусь, г. Минск, 2008 г.; Международная школа-семинар «Многоуровневые подходы в физической мезомеханике. Фундаментальные основы и инженерные приложения», Россия, г. Томск, 2008 г.; конференция «Фундаментальные науки -медицине», Россия, г. Новосибирск, 2008 г.; Международная научно-практической конференция «Состояние и перспективы транспланталогии», Беларусь, г. Минск,

2008 г.; 2nd Asian symposium on advanced materials (ASAM-2), Shanghai, China,

2009 r.

Работа выполнена при финансовой поддержке следующих программ и грантов: проекта № 11.1 по Программе Президиума РАН «Фундаментальные науки - медицине», «Объемные наноструктурные биокомпозиты на основе титана и кальций-фосфатных покрытий и безникелевые пористые материалы с эффектами памяти формы на основе титана, легированные ниобием и молибденом, для медицины», (2003-2005 гг.); в рамках проекта 8.2.2 основных заданий НИР ИФПМ СО РАН по Программе 8.2. фундаментальных исследований СО РАН (2004-2006 гг.); проекта РФФИ-БРФФИ, грант № 04-02-81038 Ве12004а «Структура и свойства» биосовместимых композитов на основе наноструктурных / субмикрокристаллических титановых и циркониевых сплавов с кальций-фосфатным покрытием для медицины» (2004-2006 гг.); проекта 12.7 по Программе Президиума РАН «Фундаментальные науки - медицине», «Фундаментальные основы формирования нанокомпозитных биослоев на поверхности наноструктурных сплавов титана и никелида титана для медицины», (2006 -2008 г.г.); проекта РФФИ, грант № 05-02-08179офиа «Разработка и создание биоактивных наноструктурных кальций-фосфатных покрытий для создания медицинских биокомпозитов типа «металл-покрытие» (2005-2006 гг.); проекта РФФИ, грант № 05-03-32617 «Изучение диффузионно-контролируемых процессов, сопровождающих получение биоактивных имплантатов для травматологии и ортопедии и их взаимодействие с модельной биологической жидкостью» , (2005-2007 гг.); договора №471 по финансированию инновационного проекта, победившего в конкурсе научных разработок Томской области в 2006 году «Разработка метода получения заготовок из объемных наноструктурных сплавов для волноводов высокоэнергетических акустических систем и современных изделий медицинского назначения» (2007 г.); договора №85/07 «Разработка опытно-промышленной технологии получения полуфабрикатов и медицинских импланта-тов из титана ВТ1-0, сплава ВТ-6 и никелида титана, в том числе с ультрамелкозернистой структурой, кальций-фосфатными биопокрытиями и ионно-модифицированной поверхностью» к государственному контракту № 02.523.11.3007 (2007-2009 г.г.); Программы фундаментальных исследований СО РАН (2007-2009г.г.), № 3.6.2, проект № 3.6.2.2 «Закономерности и механизмы формирования наноструктурных состояний, деформационного поведения и разрушения объемных многоуровневых металлических материалов и композиций с разной устойчивостью кристаллической решетки к термосиловым воздействиям. Разработка на их основе перспективных материалов с высокими эксплуатационными характеристиками для медицины и техники»; проекта РФФИ-БРФФИ №08-08-90027-Бела «Наноструктурные композиционные материалы на основе титана и циркония с модифицированными поверхностными слоями для медицины и техники» (2008-2009 гг.); Программы фундаментальных исследований Президиума РАН «Фундаментальные науки - медицине», проект №21.5 «Разработка физико-химических и биологических основ создания имплантатов нового поколения на основе высокопрочных наноструктурных и гг-ИЬ сплавов и- Са-Р покрытий с программируемыми биомедицинскими свойствами поверхности для коррекции повреждений и заболеваний костной ткани» (2009-2011 гг.); Интеграционного проекта фундаментальных исследований СО РАН, выполняемых совместно со сторонними научными организациями «Разработка нового композиционного материала на основе ультрамелкозернистых и наноструктурных титановых сплавов и гетерослоев, содержащих гидроксиапатит, для имплантационной хирургии» (2009-2011 гг.), грант №126.

Публикации

Основное содержание диссертации отражено в 30 печатных работах, опубликованных в научных журналах, тематических сборниках и трудах конференций, в том числе в 8 статьях в центральных российских и зарубежных журналах, в 17 статьях в сборниках трудов российских и международных конференций, в 1 коллективной монографии. Получены 1 патент РФ на изобретение и 1 положительное решение на патент РФ.

Объем и структура работы

Диссертационная работа состоит из введения, 6 разделов, выводов, списка использованной литературы (180 наименований) и приложений. Диссертация изложена на 240 страницах машинописного текста, содержит 25 таблиц и 73 рисунка.

Заключение диссертации по теме «Металловедение и термическая обработка металлов», Ерошенко, Анна Юрьевна

195 ВЫВОДЫ

1. В результате выполненного исследования микроструктуры и механических свойств титана ВТ 1-0 в субмикрокристаллическом и наноструктурном состояниях, полученного методами интенсивной пластической деформации (многоходовой прокаткой, равноканальным угловым прессованием, многократным одноосным прессованием в пресс-форме, а также комбинированным методом многократного одноосного прессования со сменой оси деформации в пресс-форме и abc-прессования с последующей многоходовой прокаткой) показано, что для достижения наноструктурного состояния в титане необходимо применять комбинацию двух методов, в частности, многократное одноосное прессование с последующей прокаткой в ручьевых или гладких валках. Применение оригинальной пресс-формы на этапе прессования сохраняет форму заготовки после каждого прессования и повышает эффективность прессования.

2. Показано, что комбинированный метод интенсивной пластической деформации, включающий аЬс-прессование или многократное одноосное прессование в пресс-форме, и многоходовую прокатку в ручьевых валках с последующим дорекристаллизационным отжигом, позволяет получить заготовки, титана ВТ1-0 в виде прутков в. субмикрокристаллическом и * наноструктурном состояниях с однородной структурой по объему заготовки и с высокими механическими свойствами, сопоставимыми с механическими свойствами титановых сплавов медицинского применения как ВТб, ВТ 16.

3. Установлено, что достигнутое наноструктурное состояние титана ВТ 1-0 со средним размером элементов зеренно-субзеренной структуры около 100 нм обеспечивает пластичность материала до 6% со следующими механическими характеристиками: предел текучести - 1100 МПа, предел прочности - 1160 МПа, предел выносливости на базе 3-Ю6 циклов - 580 МПа.

4. Экспериментально установлен верхний предел термостабильности микроструктуры» и механических свойств титана ВТ1-0 в субмикрокристаллическом и наноструктурном состояниях (300°С), что позволяет проводить стандартную стерилизацию в сухожарочном шкафу при температурах до 200°С в течение 1 часа медицинских имплантатов из наноструктурного и субмикрокристаллического титана без изменения его микроструктуры и механических свойств.

5. Показано, что для образцов титана с различным размером элементов структуры и зерен в интервале 0,06-25 мкм, полученных из наноструктурного титана ВТ1-0 в результате отжигов для микротвердости, выполняется соотношение Холла-Петча. Предварительный отжиг при 300 °С приводит к снижению величины микротвердости и к росту угла наклона прямой на зависимости Нр-сГ т.

6. Показано, что технически чистый титан ВТ1-0 в наноструктурном и субмикрокристаллическом состояниях является перспективным материалом для изготовления медицинских имплантатов, в том числе, дентальных винтовых внутрикостных имплантатов и может служить эффективной заменой титановых сплавов медицинского применения.

7. В результате выполненного биотестирования показано, что дентальные имплантаты из наноструктурного и субмикрокристаллического титана обладают повышенной остеоинтеграцией с костной тканью.

197

Заключение

Потребность населения в России при наличии дефектов зубочелюстной системы в ортопедической помощи на зубных имплантатах крайне высока во всех возрастных группах. Это требует развития новых технологий, в том числе,и получения высокопрочных материалов медицинского назначения, обеспечивающих высокую остеоинтеграцию с костной тканью. Технически чистый ВТ 1-0 титан в высокопрочном наноструктурном состоянии является перспективным материалом для изготовления дентальных имплантатов и может служить эффективной заменой титановых сплавов. Дентальные винтовые внутрикостные имплантаты из наноструктурного титана с кальций-фосфатным покрытием и без покрытия имеют широкую перспективу для применения в практике дентальной имплантологии. Выполненное биотестирование имплантатов из наноструктурного титана свидетельствует о повышенной остеоинтеграции имплантатов с костной тканью.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Ерошенко, Анна Юрьевна, 2009 год

1. Поленичкин В.К. Оперативное лечение переломов костей лицевого скелета проволочными устройствами из никелида титана. Метод, рекомендации, Новокузнецк: КМА, 1988.-22 с.

2. Параскевич B.J1. Дентальная имплантология: Основы теории и практики: Науч.-практ. пособие. Минск.: ООО «Юнипресс», 2002. - 368с.

3. Branemark RL, Zarb G., Albrektsson Т. Tissue-integrated prostheses. Osseointegra-tion in clinical dentistry. 22. Quintessence Publ.Co., Chicago, 1985. P. 14-43.

4. Линков Л. Без зубных протезов // Пер. с английского И.А. Щевинской. -Спб.:ТИТ «Комента», 1993. 286 с.

5. Иголкин А.И. Титан в медицине // Титан. 1993. - № 1. - С. 86-90.

6. Лебеденко И.Ю., Перегудов А.Б., Манин О.И. и др. Выбор стоматологических сплавов для протезирования на титановых имплантатах // Российский стоматологический журнал. 2005. - N 3. - С.4-5.

7. Вортингтон Ф., Ланг Б., Лавелле В. Остеоинтеграция в стоматологии. Берлин.: Квинтэссенция, 1994. С.6-14.

8. Вураки К., Несмеянов А. Имплантация искусственных зубов в России // Клиническая имплантология и стоматология. 1997. - № 1. - С. 14-20.

9. Параскевич В.Л. Дентальная имплантация. Итоги века // Новое в стоматологии. 2000. - №8. - С.7-15.

10. Ю.Васин С.Л., Немец Е.А., Перова Н.В. и др. Биосовместимость / Под ред. В. И. Севастьянова. М.: 1999. - 368 с.

11. Карлов А. В., Шахов В. П. Системы внешней фиксации и регуляторные механизмы оптимальной биомеханики. Томск. 2001. - 478 с.

12. Medical applications of titanium and its alloys: the material and biological issues, American Society for Testing and Materials, USA; 1996. P.475.

13. Proceedings of a Consensus Conference on Implantology October 18, 1989, Mainz, West Germany// Int. J. Oral Maxillofac. Implants. 1990. Vol.5. - P. 182- 87.

14. Lacefield W. An introduction in bioceramics. New-York. 1996. p. 375.

15. Б.А. Колачев, И.С. Полькин. Титановые сплавы разных стран: Справочник.-М.: ВИЛС, 2000.-316 с.

16. Kasemo В., Lausmaa J. Metal selection and surface characteristics. In: Brane-mark R- 1. et al. Tissue-Integrated Prostheses. Osseointegration in clinical dentistry. Quintessence Publ. Co., Chicago, 1985, p.99-115.

17. Helsen J. A., Breme H.J. (ed) Metals as biomaterials. Chichester, John Wiley and Sons, 1998. 498 p.

18. Валиев P.3., Александров И.В. Наноструктурные материалы, полученные интенсивной пластической деформацией. М.: Логос, 2000. - 272 с.

19. Валиев Р.З., Александров И.В. Объемные наноструктурные металлические материалы: получение, структура и свойства.- М.: ИКЦ «Академкнига», 2007. 398с.

20. Колобов Ю.Р., Валиев Р.З., Грабовецкая Т.П. и др. Зернограничная диффузия и свойства наноструктурных материалов. Новосибирск: Наука, 2001. - 232 с.

21. Носкова Н.И., Мулюков P.P. Субмикрокристаллические и нанокристаллические металлы и сплавы. Екатеринбург.: УрО РАН, 2003. - 279 с

22. Салищев Г.А., Валиахметов В.Р., Галеев P.M., Малышева С.П. Формирование субмикрокристаллической структуры в титане при пластической деформации и её влияние на механическое поведение // Металлы. 1996. - №4. - С.86-91.

23. Дударев Е.Ф., Грабовецкая Г.П., Колобов Ю.Р., Бакач Г.П., Кашин О.А., Жу Ю.Т. Деформационное поведение и механические свойства ультрамелкозернистого титана, полученного методом равноканального углового прессования // Металлы. 2004. - №1. - С. 87-95.

24. Глазунов С. Г., Моисеев В. Н. Титановые сплавы. Конструкционные титановые сплавы. М.: Металлургия, 1974. - 368 с.

25. Тарасов А.В. Металлургия титана. М.:ИКЦ «Академкнига», 2003. - 328с.

26. Технология редких и рассеянных элементов. -М.: Химия, 1978. 344 с.

27. Thull R. The long-term stability of metallic materials for use in joint endoprotheses // Medical progress through technology, Springer-Verlag. 1977. - № 5. - p. 103 - 112.

28. Thull R. Titan in der Zahnheilkunde-Grundlangen // Z. Mitteilungen. 1992. - V. 82. -P. 39.-45.

29. IkarashiY., TsuchiyaT., NakamuraA. Tissue reactions and sensitization of chromium, titanium and zirconium alloys // Proc. Fifth World biomaterials Congress. -Toronto (Canada). 1996. - P. 10.

30. Helsen J. A., Breme H.J. (ed) Metals as biomaterials. Chichester, John Wiley & Sons, 1998. -498 p.

31. Щербаков A. M. Кинетика растворения титана и влияние легирующих добавок иттрия, лантана и церия на кинетические параметры // Защита металлов, М.; том 36.-№3,-с. 255-257.

32. Трезубов В. Н., Штейнгарт М. 3., Мишнев Л. М. Прикладное материаловедение. Учебник для стоматологических ВУЗов. СПб.: Специальная литература, 1999. - 324 с.

33. Корнилов И. И. Титан. Источники, составы, свойства, металлохимия и применение. М.: Наука, 1975. - 308 с.

34. Лучинский Г. П. Химия титана. -М.: Химия, 1971. 470 с.

35. Цвиккер У. Титан и его сплавы. М.: «Металлургия», 1979. - 512 с.

36. Резниченко В.А., Устинов B.C., Карязин И.А., Петрунько А.Н. Электрометаллургия и химия титана. М.: Наука, 1982. 277 с.

37. Кудрявцев Ю.Н. Титановый век: Надежды. Проблемы. Опасности. // Титан. -2002. -№1. С.70-81.

38. Эмсли Дж. Элементы. Пер. с англ -М.: Мир., 1993. 256 с.

39. Солонина О.П., Глазунов С. Г. Титановые сплавы. Жаропрочные титановые сплавы. М.: Металлургия, 1976. - 448 с.

40. ТомашевН. Д. Теория коррозии и защиты металлов. М.: Изд-во АН СССР, 1959. -591 с.

41. Александров А.В., Прудковский Б.А. Разные грани титана и его сплавов. // Титан. 2005. - №1. - С.64-70.

42. Иванов С.Ю., Бизяев А.Ф., Ломакин М.В. и др. Стоматологическая имплантология: Учеб. пособие. М.: ГОУ ВУНМЦ МЗ РФ, 2000. 96 с.

43. Keller J., Dougherty W, Grotendorst G., Wightman J. In vitri cell attachment to characterized cp titanium surfaces // J. Adgesion. 1989, - Vol.28. - P. 115-133.

44. Bowers К., Keller J. In vitro osteoblast attachment to Ti alloy surfaces// J. Dent. Res. 1991.- Vol.70. P.530.

45. Cooper L. et al. Formation of mineralizing osteoblast cultures on machined, titanium oxide grit-blasted, and plasma-sprayed titanium surface // Int. J. Oral Maxillofac. Implants. 1999. - Vol.14. - P.37-47.

46. Hanawa Т., Ota M. Calcium phosphate naturally formed on titanium in electrolyte solution // Biomaterials. 1991. - Vol.12, - P.767-774.

47. Kohavi D. et al. Effect of titanium implants on primary mineralization following 6 and 14 days of rat tibial healing // Biomaterials. 1992. - Vol.13. - P.255-260.

48. Вильяме Д. Ф., Роуф Р. Имплантаты в хирургии. -М.: Медицина, 1978. 552 с.

49. Лахтин Ю. М., Леонтьева В.П. Материаловедение. М.: «Машиностроение», 1990.-528 с.

50. Fung Y. С. Biomechanic. Mechanical properties of living tissues (2 Ed). New York, Springer-Verlag, 1993. -P.500- 538.

51. Hoshaw S.J. Mechanical Loading of Branemark Implants Affects Interfacial Bone Modeling and Remodeling// Int. J. Oral Maxillofac. Implants. 1994, vol.9, p.345-360.

52. Король M. Д. Графическая регистрация максимальной окклюзионной силы как интегральный показатель функционального состояния зубочелюстной системы // Новое в стоматологии. 1998. - №7. - С.57-59.

53. Конюхова С.Г., Рогожкин Г.И., Няшин Ю.И. и др. Напряженное состояние па-рандонта в области пластинчатого имплантата при окклюзионной нагрузке // Российский журнал биомеханики. 2003. -Т.7. - №2. - С. 35-44.

54. Kasemo В., Lausmaa J. Metal selection and surface characteristics. In: Branemark R-1. et al. Tissue-Integrated Prostheses. Osseointegration in clinical dentistry. Quintessence Publ. Co., Chicago, 1985. P.99-115.

55. Merian E. Metalle in der Umwelt: Verteilung, Analytik und biologische Relevanz. Weinheim, Verlag Chemie, 1984.- P.12-17.

56. Macara I.G. Vanadium, an element in search of a role// Trends Biochem. Science. -1980.-Vol.5.-P.92-95.

57. Helsen J. A., Breme H J. (ed) Metals as biomaterials. Chichester, John Wiley & Sons, 1998.-498 p.

58. Smith G. К. Systematic biocompatibility of metallic surgical implants / Systematic Aspects of Biocompatibility / D. F. Williams, Ed. CRC Press inc. Boca Raton, Florida, 1981.-Vol. II.-P. 1-22.

59. Gomi K., Saiton S., Kanazashi M., Arai Т., Nakamura J. The effects of titanium surface roughness on cell morphology // Proc. Fifth World Biomaterial Congress. Toronto (Canada), 1996. - P. 741.

60. Hildebrand H., Veron C, Martin R Nickel, chromium, cobalt dental alloys and allergenic reaction// Biomaterials. 1989, vol. 10, p.545-548.

61. Hildebrand H.E, Hornez J.C. Biological response and biocompatibility. In J. Helsen, J. Breme (ed) Metals as Biomaterials. Chichester, John Wiley & Sons, 1998. -P.265-290.

62. Фримантл M. Химия в действии. Ч. 1. М.: Мир., 1998. 530 с.

63. Elagli К. et al. In vitro effects of titanium powder on oral bacteria// Biomaterials. 1992.-Vol.16. P.1345-1351.

64. JI. Войнар. Биологическая роль микроэлементов в организме животных и человека. М.: Высш. шк. 1960. - 544 с.

65. Ершов Ю.А., Попков В.А., Берлянд А.С., Книжник А.З.", Михайличенко Н.И. Общая химия. Биофизическая химия. Химия биогенных элементов. М.; Высшая школа, 1993. - 560с.

66. Столяров В.В., Бейгельзимер Я.Е., Орлов Д.В., Валиев Р.З. Измельчение микроструктуры и механические свойства титана, подвергнутого винтовой экструзии и последующей прокатке // Физика металлов и металловедение. 2005. - Т.99. -№2. - С. 92-99.

67. Носкова Н.И., Перетурина И.А., Столяров В .В., Елкина О.А. Прочность и структура нанокристаллического Ti / Физика металлов и металловедение. -2004. Т.97. - №5. - С. 106-112.

68. Рааб Г.И., Кулясов Г.В., Валиев Р.З. Исследование механических свойств массивных ультрамелкозернистых заготовок титана ВТ 1-0, полученных равнока-нальным угловым прессованием // Металлы. 2004. - №2. - С. 36-40.

69. Садикова Г.А., Латыш В.В., Семенова И.П., Валиев Р.З. Влияние деформации и термомеханической обработки на структуру и свойства титана // Металловедение и термическая обработка металлов. 2005. - №11(605). - С. 31-34.

70. Sergueeva A.V., Stolyarov V.V., Valiev R.Z., Mukherjee A.K. Advanced mechanical properties of pure titanium with ultrafine grained structure // Scripta Mater. 2001. - V. 45. - P. 747-752.

71. Valiev R.Z., Sergueeva A.V. Mukherjee A.K. // The effect of annealing on tensile deformation behavior of nanostructured SPD titanium //Scripta Mater. 2003. -V. 49. - P. 666-674.

72. Малышева С.П., Салищев Г.А., Якушина Е.Б. Влияние холодной прокатки на структуру и механические свойства листов из технически чистого титана // Металловедение и термическая обработка металлов. 2008. - № 4. - С. 34-40.

73. Колобов Ю.Р., Кашин O.A., Дударев Е.Ф., Валиев Р.З., Столяров В:В., Сагымбаев Е.Е. Высокопрочный наноструктурный титан для медицинских имплантатов // Перспективные материалы. 2001. - № 6. - С. 55-60.

74. Малышева С.П., Галеев P.M., Салищев Г.А., Мюлюков P.P., Валиахметов O.P. Влияние больших пластических деформаций и рекристаллизационного отжига на плотность титана // Физика металлов и металловедение. 1996. - Т.82. -№2.-С.117-120.

75. Жеребцов C.B., Салищев Г.А., Галеев P.M. Формирование субмикрокристаллической структуры в титане и его сплавах / Сб. науч. трудов конф. «Физикохимия ультрадисперсных систем». Екатеринбург, 2001. - С. 189.

76. Salishchev G.A., Zherebtsov S.V., Galeyev R.M. In: Ultrafine Grained Materials II, TMS (The Minerals, Metals and Materials Society).- 2003 - P.123.

77. Жеребцов C.B. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук.: Уфа. 2002, 22с.

78. Миронов С.Ю., Салищев Г.А., Мышляев М.М. Эволюция структуры в ходе холодной пластической деформации субмикрокристаллического титана // Физика металлов и металловедение. 2002. -Т.93. - №4. - С. 75-87.

79. Дударев Е.Ф., Почивалова Г.П., Колобов Ю.Р., Кашин O.A., Галкина И.Г. Гирсова Н:В., Валиев Р.З. Истинное зернограничное проскальзывание в крупнозернистом и ультрамелкозернистом титане // Изв. вузов Физика. -2004 №6.- С.39-46.

80. Салищев Г.А., Миронов С.Ю. Влияние размера зерна на механические свойства технически чистого титана // Известия высших учебных заведений. Физика. 2001.- №6. С.28-32.

81. Дударев Е.Ф., Бакач Г.П., Грабовецкая Г.П. Структура, неупругие свойства и деформационное поведение ультрамелкозернистого титана // Изв. Вузов. Физика. -2004.-№9. -С .33-43.

82. Кашин O.A., Дударев Е.Ф., Колобов Ю.Р. и др. Эволюция структуры и механических свойств наноструктурного титана при термомеханических обработках // Материаловедение. 2003. - №8. - С. 25-30.

83. Латыш В. В., Мухаммедов Ф. Ф., Рааб Г. И., Валиев Р. 3. Разработка и исследование технологических методов получения нанокристаллического титана для ортопедии и травматологии // Актуальные вопросы ортопедии и травматологии. -Уфа.- 1997.-С. 74-79.

84. Kolobov Yu. R., Karlov A. V., Kashin O.A. et al. Development of submicrocrystaltiiline titanium with bioactive coatings for producing of orthopaedics implats // 6 World Biomaterials Congress Kamuela. Hawaii, 2000. - P. 1224.

85. Валиев Р.З. Создание наноструктурных металлов и сплавов с уникальными свойствами, используя интенсивные пластические деформации // Российские нанотехнологии. -2006. T.l. -№1. - С.208-216.

86. Ю.Р. Колобов, Г.П. Грабовецкая, е.Ф. Дударев, К.В. Иванов. Получение, структура и механические свойства объемных наноструктурных композиционных материалов для медицины и техники // Вопросы материаловедения. 2004. -№1 (37). - С.56-63.

87. Kolobov Yu.R., Karlov A.V., Sagymbaev E.E., Shashkina G.A., Valiev R.Z. Ceramic Coatings on the High-Strength Titanium as Prospective Material for Orthopaedic Implants. // Bioceramics. 2000. - Vol.13. - P.215-218.

88. Валиев P.3., Семенова И.П., Латыш В.В и др. Наноструктурный титан для биомедицинских применений: новые разработки и перспективы коммерциализации Российские нанотехнологии. 2008. Т.З. - №9-10. - С.80-89.

89. Колачев Б.А., Елагин В.И., Ливанов В.А. // Металловедение и термическая обработка цветных металлов и сплавов. М.: МИСИС, 2001. - 416 с.

90. Коллингз Е.В. Физическое металловедение титановых сплавов / под ред. Б.И. Веркина, В.А. Москаленко; пер.с англ. М.: Металлургия, 1988.224 с.

91. Рыбин В.В. Большие пластические деформации и разрушение металлов. -М.: Металлургия, 1986. 278 с.

92. Сегал В.М., Резников В.И., Копылов В.И. и др. Процессы пластического структурообразования металлов; Минск: Навука i тэхнша, 1994. - 232с.

93. Valiev R Z., Islamgaliev R. К., Alexandrov I.V. // Progress in Materials science.- 2000. -Vol.45. -№2. -P. 102.

94. Гусев А.И., Ремпель А.А. Нанокристаллические материалы. M.: ФИЗМАТ ЛИТ, 2001.-224 с.

95. Андриевский Р.А., Глезер A.M. Размерные эффекты в нанокристаллических материалах. I. особенности структуры, термодинамика. Фазовые равновесия.

96. Кинетические явления // Физика металлов и металловедение. -1999. Т.88. -№1. - С.50-73.

97. Наноструктурные материалы: Учеб. пособие для студ. высш. учеб, заведений / P.A. Андриевский, A.B. Рагуля. М.: Издательский центр «Академия», 2005. -192 с.

98. Gleiter H. Nanostructured materials: basic concepts and microstructure // Acta Materi-alia. -2000. -V. 48. -No.l -P. 1-29.

99. Курзина И.А., Козлов Э.В., Шаркеев Ю.П., Фортуна C.B., Конева H.A., Божко И.А., Калашников М.П. Нанокристаллические интерметаллидные и нитридные структуры, формирующиеся при ионно-плазменном воздействии. Томск: Изд-во НТЛ, 2008. 324 с.

100. Кайбышев O.A., Утяшев Ф.З. Сверхпластичность, измельчение структуры и обработка труднодеформируемых сплавов. М.: Наука, 2002. - 438 с.

101. Мазурина И.А., Ситдиков О.Ш., Кайбышев P.O. Эволюция микрострукутры в процессе раноканального углового прессования Al-Mg-Se-сплава // Физика металлов и металловедение- 2002. -Т.94. -№4 . С. 104-112.

102. Попова E.H., Попов В.В., Романов Е.П., Пилюгин В.П. Термическая стабильность нанокристаллического ниобия, полученного интенсивной пластической деформацией // Физика металлов и металловедение. 2006. - Т.101. - №1.-С.58-64.

103. Сэстри Ш.М.Л., Добаткин C.B., Сидорова C.B. Формирование субмикрокристаллической структуры в стали 12Г2ФТ при холодном равноканальном угловом прессовании и последующем нагреве// Металлы. 2004. - №2. - С.28-35.

104. Салищев Г.А., Галеев P.M., Жеребцов C.B. Смыслов A.M., Сафин Э.В., Мыш-ляев М.М. Механические свойства титанового сплава ВТ6 с микрокристаллической и субмикрокристаллической структурами // Металлы. 1999. - №6. -С. 84-87.

105. В.И. Копылов, В.Н. Чувильдеев. Нанокристаллические материалы, полученные методом РКУ-прессования // Наноструктурные материалы: получение и свойства. Минск: НАНБ, 2000. С. 13-17.

106. Жиляев А.П., Баро М.Д., Хорита 3., Шпунар Дж.А., Лэнгдон Т.Дж. Микроструктура и спектр границ зерен ультрмелкозернистого никеля, полученного интенсивной пластической деформации // Металлы 2004. №1. - С.72-86.

107. Бриджмен П.В. Исследование больших пластических деформаций и разрыва. М.: Иностранная литература, 1955. 444 с.

108. Р.З. Валиев. Развитие равиоканального углового прессования для получения ультрамелкозернистых металлов и сплавов // Металлы. 2004. - №1. - С. 15-21.

109. Valiev R.Z., Estrin Yu., Langdon Т.О., Zehetbauer M.J., Zhu Yu.T. Producing bulk ultrafine-grained materials by severe plastic deformation // JOM. April. 2006. -P. 33-39.

110. Raab G.J., Valiev R.Z., Lowe T.C., Zhu Y.T. Nanostructuring of Metals by Severe Plastic Deformation for Advanced Properties //Nature Materials. 2004. - Vol. 3. -P. 511-516.

111. Столяров B.B., Валиев Р.З. Получение метастабильных ультрамелкозернистых сплавов равноканальным угловым прессованием // Металлы. 2004. - №2. -С.5-11.

112. Stolyarov V.V., Zhu Y.T., Alexandrov I.V., Lowe T.C., Valiev R.Z. Influence of ECAP routes on the microstructure and properties of pure Ti // Mater. Sci. Eng. -2001.-Vol. 299.-P.59-67.

113. Zhu Y.T., Huang J. Y., Gubicza J. et al. Nanostructures in Ti processed by severe plastic deformation // J. Mater. Res., 2003. Vol. 18. - № 8. - P.1908-1917.

114. Кайбышев P.O., Мазурина И.А., Громов Д.А. Механизмы измельчения зерен в алюминевых сплавах в процессе интенсивной пластической деформации // Металловедение и термическая обработка металлов. 2006. - №2(608). - С. 14-19.

115. Салищев Г.А., Зарипова Р.Г., Закирова А.А. и др. Особенности пластической деформации субмикрокристаллической ферритной стали 13Х25Т //Физики металлов ^металловедение . 2000. - Т. 89. - № 3. - С. 100-106.

116. Салищев Г. А., Фархутдинов К.Г., Афанасьев ВД. Влияние субмикрокристаллической структуры на механическое поведение ферритной стали 15Х25Т // Металлы. 1993. - № 2. - С. 116-120.

117. Александров И.В., Кильметов А.Р., Валиев Р.З. Рентгеноструктурные исследования ультрамелкозернистых металлов, полученных методом равноканального углового прессования. Металлы. 2004. - №1. - С.63-71.

118. Козлов Э.В., Жданов А.Н., Конева Н.А. Барьерное торможение дислокаций. Проблема Холла-Петча // Физическая мезомеханика. 2006. - Т.9. - №3. -С.81-92.

119. Manika I. and Maniks J. Characteristics of deformation localization and limits to the microhardness testing of amorphous and polycrystalline coatings // Thin Solid Films. 1992. - Vol. 208. - P. 223-227.

120. Gilman J. Hardness A Strength Mikroprobe // The Science of Hardness Testing and ist Research Applicacions. - Amer. Soc of Metals, Park, Ohio, 1973 .-P. 51-54.

121. Козлов Э.В., Жданов A.H., Конева Н.А. Механизмы деформации и механические свойства наноматериалов // Физическая мезомеханика. 2007. - Т.Ю.-№ 3. - С.95-103.

122. Козлов Э.В., Жданов А.Н., Конева Н.А. Измельчение зерна как основной ресурс повышения предела текучести // Вестник Тамбовского университета. -2003. Т.8. - №4i - С.508-513.

123. Кашин О.А. Деформационное поведение в области микропластической деформации титана и сплава Ti-AL-V с ультрамелкозернистой структурой при различных видах термосилового воздействия // Диссертация доктора технических наук. Томск, 2007. - 288 с.

124. Лякишев н.П., Алымов М.И. Наноматериалы конструкционного назначения // Российские нанотехнологии. 2006. - Т. 1. -№1. - С. 71-81.

125. Wang Y., Chen М., Zhon F. and Ma E. // High tensile ductility in a nanostructured metal. Nature. 2002. - № 419 . - P. 912.

126. Валиев Р.З., Исламгалиев Р.К., Юнусова Н.Ф. Сверхпластичность нанострук-турных материалов, полученных методами интенсивной пластической деформации // Металловедение и термическая обработка. 2006. -№2(608). - С.6-10.

127. Виноградов А.Ю., Хасимото С. // Усталость ультрамелкозернистых материалов», полученных равноканальным угловым прессованием. Металлы. 2004. №1. С.51-62.

128. Патент РФ № 2315117 от 20.01.2008 г. Бюл. №.2. Братчиков А.Д., Шарке-ев Ю.П., Колобов Ю.Р., Ерошенко А.Ю., Калашников М. П. Способ деформационной обработки материалов и устройство для его осуществления.

129. Дальский A.M., Артюнова И.А., Барсукова Т.М. и др. Технология конструкционных материалов. М.: Машиностроение, 1976. 664с.

130. Патент РФ № 2243835 от 01.10.2005 г. Бюл. №.1. Колобов; Ю.Р., Грабовецкая Г.П., Гирсова Н.В., Валиев Р.З. и др. Способ получения высокопрочной фольги из титана.

131. Powder Diffraction File Data Cards, Inorganic Sections, Sets 1-34, American Society for Testing Materials, Swarthmore, PA. P. 1948-1984.

132. Иванов Ю.Ф., Пауль A.B., Конева H.A., Дедов Н.В., Козлов Э.В. Электронно-микроскопический анализ нанокристаллических материалов // Физика металлов и металловедение. 1991. - №7. - С.206 -208.

133. Цобкалло С.О., Баландин Ю.Ф. Новый прибор ППУ-1 для измерения предела упругости и упругого последействия листовых материалов // Измерительная техника. 1959. - №2. - С.26-31.

134. Костин П.П. Физико-механические испытания металлов, сплавов и неметаллических материалов. М.: Мишиностроение, 1990. 256 с.

135. Зуев Л.Б., Данилов В.И., Семухин B.C. Пространственно-временное упорядочение при пластической деформации твердых тел // Успехи физики металлов.-2002.-Т. 3. -№ 3. С. 237-304.j

136. Шаркеев Ю.П., Ерошенко А.Ю., Братчиков А.Д., Легостаева Е.В., Кукареко В.А. Структура и механические свойства наноструктурного титана после до-рекристаллизационных отжигов // Физическая мезомеханика. 2005. -Т.8. -Спец выпуск. - С.91-94.

137. Шаркеев Ю.П., Братчиков А.Д., Колобов Ю.Р., Ерошенко А.Ю., Легостаева Е.В. Наноструктурный титан биомедицинского назначения // Физическая мезомеханика. Т. 7. Спец. выпуск. - Ч. 2. - 2004. - С. 107-110.

138. Шаркеев Ю.П., Данилов В.И., Ерошенко А.Ю., Братчиков А.Д., Кукареко В.А., Кашин O.A., Легостаева Е.В. Объемный ультрамелкозернистый титан, гл. 10 // Эволюция структуры и свойства металлических материалов. / Под. ред.

139. A.И. Потекаева. Томск.: Изд-во НТЛ, 2007. - С.233-250.

140. Ерошенко А.Ю., Шаркеев Ю.П., Толмачев А.И., Коробицын Г.П., Данилов

141. B.И. Структура и свойства объемного ультрамелкозернистого титана, полученного аЬс-прессованием и прокаткой // Перспективные материалы. 2009. -Спец. Выпуск.№7. - С. 107-112.

142. Ахмедеев H.A., Валиев Р.З., Копылов В.И., Мулюков P.P. Формирование суб-микрозернистой структуры в меди и никеле с использованием интенсивной сдвигового деформирования // Металлы. -1992 №5. - С.96-101.

143. Шаркеев Ю.П. Эффект дальнодействия в ионно-имплантированных металлических материалах: дислокационные структуры, свойства, напряжения, механизмы // Диссертация доктора технических наук. Томск, 2000. - 426 с.

144. Поздняков В.А., Глезер А.М. Возможные пути дефектной структуры в процессе больших пластических деформаций: роль релаксацилнных механизмов // Известия Ран. Серия физическая. 2004, - Т.68. - №10 - С. 14491455.

145. А.Р. Кильмаметов, Р.З. Валиев, Р.К. Исламгалиев, Г.В. Нурисламова. Структурные особенности наокристаллического никеля, подвергнутого кручению под высоким давлением //Физика металлов и металловедение. 2006. - Т. 101. -№1.- 83-91.

146. Шаркеев Ю.П., Ерошенко А.Ю., Братчиков А.Д., Легостаева Е.В. Данилов В.И, Кукареко В.А. Объемный ультрамелкозернистый титан с высокими механическими свойствами для медицинских имплантатов // Нанотехника -2007.- №3(11). С.81-88.

147. Sharkeev Yu.P., Legostaeva E.V., Shashkina G.A., Khlusov I.A., Bratchikov A.D., Eroshenko A. Yu. The ultrafine-grained titanium calcium-phosphate coating biocomposite material for médical applications // Biomaterialien 7 (3).- 2006. - P.221.

148. Трефилов В.И., Моисеев В.Ф. Печковский Э.П. Деформационное упрочнение и разрушение поликристаллических металлов. Киев: Наукова думка, 1989. -256 с.

149. Шаркеев Ю.П., Поленичкин В.К. Перспективы применения ультрамелкозернистого титана в стоматологии // Перспективные материалы. 2009. - Спец. Выпуск. №7. - С.372-377.

150. Yoshimitsu Okazaki, Sethumadhvan Rao, Yoshimasa Ito, Tetsuya Tateishi. // Corrosion resistance, mechanical properties, corrosion fatigue strength and cytocompati-bility of new Ti alloys without A1 and V. Biomaterials 1998. - №19. - P.1197-1215.

151. Патент РФ №71537 от 20.03.2008, Бюл. №8. Шаркеев Ю.П., Белявская О.А., Поленичкин В.К., Хлусов И.А., Фортуна С.В., Луконин С.Е. Дентальный им-плантат (варианты).