КАРТОЧКА
ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер 24-43-20015
НазваниеИсследование и разработка перспективных методов ИПД для получения ультрамелкозернистых магниевых сплавов для биомедицинских применений
РуководительВалиев Руслан Зуфарович, Доктор физико-математических наук
Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Уфимский университет науки и технологий», Республика Башкортостан
| Период выполнения при поддержке РНФ | 2024 г. - 2026 г. |
Конкурс№94 - Конкурс 2023 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований международными научными коллективами» (INSF).
Область знания, основной код классификатора 03 - Химия и науки о материалах, 03-603 - Фундаментальные основы создания новых металлических, керамических и композиционных материалов
Ключевые словаинтенсивная пластическая деформация, объемные наноструктурные материалы, магниевые сплавы, прочность, УМЗ структура, коррозионные свойства
Код ГРНТИ53.49.05, 53.49.09, 53.01.97
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
В последнее десятилетие был опубликован целый ряд работ по использованию методов интенсивной пластической деформации (ИПД) для формирования ультрамелкозернистой (УМЗ) структуры в магниевых сплавах. Эти исследования показали, что для магниевых сплавов использование методов ИПД может быть эффективным как с точки зрения повышения механических свойств, так и с точки зрения коррозионного поведения, что необходимо для их медицинских применений. Однако из-за ограниченной обрабатываемости магниевых сплавов их деформирование методами ИПД является сложной задачей, так как требуются более высокие температуры и меньшие скорости деформации, однако такие условия обработки замедляют или даже подавляют образование УМЗ структур. В связи с этим большинство проведенных исследований по ИПД-обработке магниевых сплавов носят поисковый характер и проводились на лабораторных установках с использованием небольших образцов. В рамках данного проекта будут впервые продемонстрированы перспективы использования ИПД-обработки для получения магниевых сплавов с превосходными свойствами в форме прутков и полос, необходимых для изготовления медицинских имплантатов на станках ЧПУ.
В этом проекте впервые для ИПД-обработки магниевых сплавов для медицинских применений будут использованы оригинальные методы, разработанные российским и иранским коллективами – РКУП-Конформ (РКУП-К), круговая простая сдвиговая экструзия (Circular Simple Shear Extrusion – CSSE) и угловая экструзия с четырьмя параллельными каналами (Double Twin Parallel Channel Angular Extrusion – DTPCAE). Будут проанализированы и установлены закономерности и механизмы улучшения свойств исследованных магниевых сплавов. На примере сплавов Mg-Zn-Ca и Mg-RE (а именно Mg-1%Zn-0,2%Ca и Mg-2%Zn-1%Gd (вес.%)) будет продемонстрирована возможность достижения прочности более 280 МПа и более 350 МПа соответственно, при пластичности более 15% и скорости коррозии в растворе Рингера менее 1 мм/год. Столь превосходные свойства будут достигнуты с помощью разработанных методов ИПД не только в небольших лабораторных образцах сплавов, но и в опытных полуфабрикатах – прутках и полосах, предназначенных для изготовления различных имплантатов.
По итогам проекта будут подготовлены совместные публикации в рецензируемых журналах и патенты, а также защищены 2 кандидатские диссертации.
Ожидаемые результаты
В качестве основных результатов выполнения проекта будут установлены основные закономерности формирования ультрамелкозернистой (УМЗ) структуры в магниевых материалах (систем Mg-Ca-Zn и Mg-RE, а именно Mg-1%Zn-0,2%Ca и Mg-2%Zn-1%Gd (вес.%)), обеспечивающие повышенные прочностные характеристики и сопротивление коррозии на образцах-полуфабрикатах для изготовления имплантатов различной номенклатуры оригинальными методами ИПД (РКУП-Конформ, CSSE, DTPCAE).
Будут разработаны научно-обоснованные технологические режимы получения длинномерных образцов из исследуемых магниевых сплавов с повышенными прочностными свойствами и коррозионной стойкостью.
Будут установлены закономерности формирования УМЗ структуры и механических и коррозионных свойств в зависимости от температуры и др. технологических режимов обработки и деформационной схемы.
Результаты исследования будут носить междисциплинарный характер – на стыке механики материалов, материаловедения и медицины. Решение поставленных задач в проекте направлено на создание биодеградируемых имплантатов нового поколения, что важно для повышения эффективности и сокращения числа хирургических операций. Такой подход имеет непосредственное значение для ускорения процесса восстановления пациентов и снижения затрат на их лечение.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ