Kompozyty dla zastosowań medycznychKompozyty dla zastosowań medycznych

(1)

TWORZYWA CERAMICZNE JAKO SKŁADNIK TWORZYWA CERAMICZNE JAKO SKŁADNIK

KOMPOZYTÓW KOMPOZYTÓW

 Kompozyty dla zastosowań medycznych Kompozyty dla zastosowań medycznych

 Kompozyty dla zastosowań w Kompozyty dla zastosowań w

budownictwie i innych dziedzinach

(2)

TWORZYWA CERAMICZNE JAKO SKŁADNIK TWORZYWA CERAMICZNE JAKO SKŁADNIK

KOMPOZYTÓW KOMPOZYTÓW



Kompozytem nazywamy tworzywo powstałe Kompozytem nazywamy tworzywo powstałe przez połączenie dwóch lub więcej materiałów, przez połączenie dwóch lub więcej materiałów,

z których jeden jest wiążącym, a inne spełniają z których jeden jest wiążącym, a inne spełniają

rolę wzmacniającą i są wprowadzane w postaci rolę wzmacniającą i są wprowadzane w postaci

ziarnistej, włóknistej lub warstwowej.



W wyniku tego uzyskuje się kombinację W wyniku tego uzyskuje się kombinację

własności (najczęściej chodzi tu o własności własności (najczęściej chodzi tu o własności mechaniczne) niemożliwą do osiągnięcia w mechaniczne) niemożliwą do osiągnięcia w

materiałach wyjściowych.

(3)

TWORZYWA CERAMICZNE JAKO SKŁADNIK TWORZYWA CERAMICZNE JAKO SKŁADNIK

KOMPOZYTÓW KOMPOZYTÓW



Cenną cechą kompozytów jest możliwość Cenną cechą kompozytów jest możliwość projektowania ich struktury w kierunku projektowania ich struktury w kierunku uzyskania założonych własności. Z tego uzyskania założonych własności. Z tego

względu kompozyty znalazły szerokie względu kompozyty znalazły szerokie

zastosowanie we współczesnej technice i zastosowanie we współczesnej technice i

przewiduje się dalszy dynamiczny ich rozwój.



Kompozyty składają się z osnowy i z Kompozyty składają się z osnowy i z

rozmieszczonego w niej drugiego składnika o rozmieszczonego w niej drugiego składnika o

znacznie wyższych właściwościach znacznie wyższych właściwościach

wytrzymałościowych lub większej twardości wytrzymałościowych lub większej twardości

zwanego zbrojeniem

(4)

KOMPOZYTY DLA MEDYCYNY:

Osnowa może być:

 Ceramiczna (fosforany wapnia, siarczany wapnia)Ceramiczna (fosforany wapnia, siarczany wapnia)

 WęglowaWęglowa

 SzklistaSzklista

 PolimerowaPolimerowa

Fazą wzmacniająca mogą być:

 Ceramika ( tlenki, węgliki, azotki, fosforany wapnia)Ceramika ( tlenki, węgliki, azotki, fosforany wapnia)

 Włókna węgloweWłókna węglowe

 PolimerowePolimerowe

 SzklaneSzklane

(5)

Przykładem

Przykładem naturalnego kompozytu naturalnego kompozytu jest jest kość kość , w której fosforany wapnia (głównie , w której fosforany wapnia (głównie apatyt kostny) stanowią 69%mas., kolagen apatyt kostny) stanowią 69%mas., kolagen

20% mas., woda 9% mas., zaś reszta ok.

2%mas., przypada na proteiny , 2%mas., przypada na proteiny ,

polisacharydy i lipidy.

(6)

KOMPOZYTY Z KOMPOZYTY Z

ZASTOSOWANIEM BIOSZKŁA ZASTOSOWANIEM BIOSZKŁA

1.1. Kompozyty Hydroksyapatyt- BioglassKompozyty Hydroksyapatyt- Bioglass

2.2. Kompozyty polimer – BioglassKompozyty polimer – Bioglass

• PDLLA (poli(kwas mlekowy))PDLLA (poli(kwas mlekowy))

• PGLA (kopolimer glikolu z L-laktydem)PGLA (kopolimer glikolu z L-laktydem)

• PE (polietylen)PE (polietylen)

• PS (polistyren)PS (polistyren)

• PHB (polihydroksymaślan)PHB (polihydroksymaślan)

• PHA (polihydroksyalkanolan)PHA (polihydroksyalkanolan)

• Beta-TCP Beta-TCP

3.3. Kompozyty metal – BioglassKompozyty metal – Bioglass

• Tytan i jego stopyTytan i jego stopy

• Stal Stal

• Stopy magnezuStopy magnezu

(7)

Bioaktywne pokrycia Bioaktywne pokrycia

Podłoże

Podłoże Pokrycie Pokrycie 316L stal

316L stal nierdzewna

nierdzewna Bioglass lub HA Bioglass lub HA Co-Cr stop

Co-Cr stop Bioglass lub HA Bioglass lub HA Alumina

Alumina 45S5 Bioglass 45S5 Bioglass Ti-6Al-4V stop

Ti-6Al-4V stop Bioglass lub Ha Bioglass lub Ha lub TCP

lub TCP

(8)

Odbudowa czaszki (Bioaktywne szkła)

Otolaryngologiczne implanty (Bioaktywne szkła, bioaktywna szkło- ceramika, bioaktywne kompozyty)

Rekonstrukcja szczękowa (Bioaktywna szkło –

ceramika) Implanty dentystyczne

(Bioaktywne kompozyty szkło-ceramiczne)

Powiększenie wyrostka zębodołowego (Kompozyty

HAp/bioaktywne szkło) Zamykanie kieszonki

dziąsłowej (Bioaktywne szkła)

Chirurgia kręgosłupa (Bioaktywna szkło- ceramika)

Odbudowa grzebienia biodrowego

(Bioaktywna szkło- ceramika)

Wypełnienia ubytków kostnych (Bioaktywne szkło i bioaktywna szkło- ceramika)

Ortopedia: zastosowanie w miejscach

przenoszących obciążenia (Bioaktywna szkło

ceramika w pokryciach na metalach)

(9)

KOMPOZYTY DLA BUDOWNICTWA I KOMPOZYTY DLA BUDOWNICTWA I

INNYCH ZASTOSOWAŃ INNYCH ZASTOSOWAŃ

 KOMPOZYTY CERAMICZNE:KOMPOZYTY CERAMICZNE:

Połączenie dobrej sztywności i twardości ceramiki z Połączenie dobrej sztywności i twardości ceramiki z odpornością na obciążenia dynamiczne polimerów lub odpornością na obciążenia dynamiczne polimerów lub metali.

metali.

Przykłady:Przykłady:

--tworzywa sztuczne wzmocnione włóknami szklanymi tworzywa sztuczne wzmocnione włóknami szklanymi lub węglowymi;

lub węglowymi; włókna szklane lub węglowe włókna szklane lub węglowe

usztywniają dość miękki polimer. Jeżeli włókno pęknie, usztywniają dość miękki polimer. Jeżeli włókno pęknie, pękniecie rozprzestrzeni się w miękkim polimerze i

pękniecie rozprzestrzeni się w miękkim polimerze i ulega w nim zahamowaniu, nie uszkadzając reszty ulega w nim zahamowaniu, nie uszkadzając reszty przekroju.

przekroju.

- - cermetal:cermetal: cząstki twardego węglika wolframu są cząstki twardego węglika wolframu są

powiązane metalicznym kobaltem, tak jak żwir spojony powiązane metalicznym kobaltem, tak jak żwir spojony smołą daje odporną na ścieranie nawierzchnię jezdna.

smołą daje odporną na ścieranie nawierzchnię jezdna.

(10)

KOMPOZYTY DLA BUDOWNICTWA I KOMPOZYTY DLA BUDOWNICTWA I

INNYCH ZASTOSOWAŃ INNYCH ZASTOSOWAŃ

 . . Nowe kompozyty ceramiczne Al Nowe kompozyty ceramiczne Al

2₂

O O

3₃

- - SiC ;

SiC ;

- zastosowania do urządzeń pracujących - zastosowania do urządzeń pracujących w wysokich temperaturach wymagających w wysokich temperaturach wymagających

dużej odporności na obciążenia dużej odporności na obciążenia

dynamiczne

(11)

Zastosowanie kompozytów Zastosowanie kompozytów

- - sprzęt gospodarstwa domowegosprzęt gospodarstwa domowego ( odporność ( odporność

temperaturowa, stabilność wymiarów, izolacyjność ) temperaturowa, stabilność wymiarów, izolacyjność ) - - szafy na gazomierze i wodomierzeszafy na gazomierze i wodomierze oraz wkładki do oraz wkładki do

żelazek oddzielające uchwyt od płyty grzejnej żelazek oddzielające uchwyt od płyty grzejnej - - budownictwobudownictwo ( mała masa, łatwość montażu, ( mała masa, łatwość montażu,

odporność korozyjna, nie wymagają konserwacji, łatwe odporność korozyjna, nie wymagają konserwacji, łatwe

w utrzymaniu ) Z kompozytów wykonuje się np.

balustrady balkonowe, dachówki, stolarkę okienną, balustrady balkonowe, dachówki, stolarkę okienną,

drzwi, budki telefoniczne drzwi, budki telefoniczne

- - lotnictwolotnictwo ( mała masa, wytrzymałość mechaniczna, ( mała masa, wytrzymałość mechaniczna, sztywność)

sztywność)