Сегодня важны для рынка, производства и строительства те изделия, которые совершенно точно устойчивы к окружающей среде. Для металлоконструкций один материал, для корпуса самолетов – другой. Вечный бич металлических изделий - ржавчина. Но если добавить в сталь никель или хром, то сплав станет обладать нержавеющими свойствами. Интересно то, что оба эти элемента являются канцерогенами. Как же тогда поступить? Особенно, если необходим стальной протез для человеческого тела? Тазобедренный сустав, например.
Оказывается, это не проблема. Многие сплавы на атомном уровне прочно держат свои компоненты. При этом воздействие на организм человека минимально. При внедрении искусственных стальных частей тела в качестве внутренних протезов происходят некоторые своеобразные явления. Например, вокруг таких протезов формируется слой измененных клеток внутри тела. Организм подсознательно воспринимает такой предмет как инородный и пытается приспособиться к нему. По этой самой причине подобные, созданные из металла предметы и конструкции могут находиться внутри человеческого тела не более одного года. После этого их следует вынуть. К слову сказать, медицина не стоит на месте. И из года в год ищет новые возможности использования сплавов для здоровья человека.
Немного иначе обстоят дела с имплантантами из титанового сплава. Порой они содержат в себе никель. Это очень опасный металл с точки зрения воздействия на человеческий организм. Однако в структуре сплава никель удерживается очень прочно. Конструкции из таких имплантантов легко заменяют человеческие кости. Проблем в этом плане много. Начиная от безупречности механизма имплантов и заканчивая опасностями продуктов распада и трения. Для этих целей металл укрепляют ионами азота на атомарном уровне. Технология укрепления конструкций из сплавов достаточно интересна и требует особого подхода.
В ионно-плазменной печи ионы бомбардируют поверхность обрабатываемого металла. Частицы таким образом вколачиваются с огромной скоростью в атомную структуру металла. В течение пары часов любая конструкция из металла титан, таким образом, становится прочнее. Ученым только остается проверить, насколько оно укрепилось. Максимальная нагрузка на тазобедренный сустав составляет 300 килограмм. Так происходит при переносе своего веса на определенные кости во время ходьбы. В среднем один функциональный протез должен выдерживать пять миллионов движений вместе со своими динамическими частями конструкции.
Источник: Металлы и металлоконструкции http://stm-metalware.ru/
Комментарии: