Цель и задачи работы

Цель работы:

• Разработка комплекса научно-технических и конструкторско-технологических решений для создания демонстрационных образцов сложнопрофильных стоматологических имплантатов и эндопротезов мелких суставов на основе высокопрочных наноструктуных керамических композиционных материалов ZrO₂-Al₂O₃.

Качественные преимущества керамических имплантатов:

- быстрое устранение болевых ощущений

- восстановление подвижности и силы захвата

- оптимальная биосовместимость

- отсутствие аллергических реакций

- отсутствие истирания и долговечность

- обеспечение качества жизни человека

При выполнении работы будут учитываться требования и вызовы реального рынка и проведен комплекс консультаций с лидерами рынка для оценки потенциала и скорости внедрения разрабатываемой продукции на территории РФ. Предлагаемые материалы и технологические разработки имеют ряд конкурентных преимуществ:

• Композиционная наноструктура получаемых материалов, которая позволяет получать свойства значительно превышающие аналоги;
• Плотность материалов достигает 99 % (от теоретической), что также обеспечивает высокие свойств материалов и их стабильность во времени;
• Оригинальные технологические операции и циклы термообработки, позволяющие контролировать усадку керамики при спекании до 0,1 мм (при общей доле усадке порядка 25%);
• Оригинальные технологические операции и циклы термообработки, позволяющие проводить высокоточную ЧПУ обработку на «сырой» заготовке.

Предлагаемый подход для достижения цели НИОКР соответствует современным мировым вызовам, является новым и актуальным.

Объектом исследования в настоящем проекте является наноструктурная керамика на основе диоксида циркония и технология получения сложнопрофильных изделий из керамики.

Качественным результатом выполнения НИОКР будут являться конструкторско-технологические и пордуктовые решения, позволяющие организовать серийное производство сложнопрофильных стоматологических имплантатов и эндопротезов мелких суставов на основе высокопрочных наноструктуных керамических композиционных материалов ZrO2-Al2O3.

Авторами ряда публикаций в предметной области исследований описаны результаты на уровне свойств полученных образцов керамики без анализа причинно-следственных связей формирования структурно-фазовых параметров. Это является определяющим фактором при производстве высококачественной керамики ответственного назначения. Очевидно, что структурно-фазовые параметры керамических материалов определяются: (1) свойствами исходных порошков, (2) особенностями технологических операций по их подготовке, (3) рабочими параметрами прессования, (4) режимами термообработки для формирования конечных свойств керамики. Только комплекс данным о всех режимах изготовления керамических изделий позволит описать общую картину для понимания механизмов структуро- и фазообразования на разных масштабных уровнях и провести детальные исследования каждого параметра с целью его оптимизации.

Установлено, что получение высокоплотной керамики возможно только с применением высококачественных нанопорошков. Такой подход позволяет проводить твердофазное спекание керамики и формировать заданную структуру керамики с плотность близкой к теоретической и контролируемым размером зерна. В связи с этим, в проекте особое внимание будет уделено анализу влияния различных режимов термообработки на закономерности формирования структуры, фазового состава и физико-механических свойств керамики. Оригинальные научные подходы в этом направлении с учетом классических представлений о физике плотноупакованных систем и использование нанопорошков с низкой энергией активации при спекании позволят получить данные не уступающие мировому уровню свойств продукции.

Достижимость запланированных результатов и решение поставленной задачи обоснована имеющимся научным и технологическим заделом в выбранной области исследований, опытом успешной реализации большого количества фундаментальных исследований, наличием всего необходимого оборудования и инфраструктуры

На страницу проекта