Dresden 2014 – wissenschaftliches Programm
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MM: Fachverband Metall- und Materialphysik
MM 16: Microstructure and Phase Transformations III - Precipitaion hardening/ Alloying elements
MM 16.4: Vortrag
Montag, 31. März 2014, 16:30–16:45, IFW B
Neue massive beta-Ti-Nb-In Legierungen für Knochenimplantatanwendungen — •Arne Helth1,2, Stefan Pilz1,2, Mariana Calin1, Annett Gebert1 und Jürgen Eckert1,2 — 1Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden — 2Institut für Werkstoffwissenschaft, TU Dresden
Der zunehmende Einsatz Ti-basierter Werkstoffe für nicht-degradable Knochenimplantate erfordert eine ständige Weiterentwicklung der biofunktionellen Werkstoffeigenschaften. Hierbei liegt der Fokus zum einen auf der Einstellung einer hohen Dauerfestigkeit, zur Verhinderung von Ermüdungsfrakturen und zum anderen auf der Anpassung der elastischen Eigenschaften an die des kortikalen Knochens, um *stress shielding* zu vermeiden.
Ausgangspunkt der vorliegenden Arbeit ist die binäre beta-Ti-Legierung Ti-40Nb. Sie weist neben einer exzellenten Korrosionsbeständigkeit Druckfestigkeiten von bis zu 1400 MPa und einen E-Modul von ~60 GPa auf. Ziel war es, durch die Zulegierung von Indium den E-Modul weiter abzusenken. Durch eine thermomechanische Behandlung sollen die mechanischen Eigenschaften im Sinne der Biofunktionalität optimiert werden.
Durch die Addition von 5 m.% Indium konnte ein minimaler E-Modul von 49 GPa erreicht werden. Im Rahmen der thermomechanischen Prozessierung wurde die mittlere Korngröße maßgeblich abgesenkt und eine Festigkeitssteigerung von über 10 % im Vergleich zum Gusszustand erreicht. Durch eine anschließende Stufenglühung konnten Festigkeit von über 550 MPa eingestellt werden.