Применение TiC, связанного с Ti и Nb, в искусственных суставах
Улучшенные составы спеченного карбида титана. Эти составы обеспечивают повышенную прочность и ударную вязкость, а также улучшенную совместимость для медицинской визуализации. Составы обеспечивают хорошую совместимость со спеченным поликристаллическим алмазом, тем самым обеспечивая хорошее механическое прилегание с точки зрения общей сжимаемости и теплового расширения в процессе спекания, чтобы минимизировать напряжение или растрескивание между подложкой и алмазным слоем.
Теперь обратимся к прилагаемым чертежам, на которых будут рассмотрены различные элементы вариантов осуществления. Специалисты в области проектирования искусственных суставов и других опорных поверхностей поймут, что желательно применять различные варианты осуществления и их принципы к сверхтвердым и твердым компонентам (включая те, которые используются во всех типах искусственных суставов), а также к искусственным суставам, спеканию и горячему изостатическому прессованию твердых, прочных или биосовместимых изделий в любом месте и для устройств, отличных от показанных здесь.
Различные варианты осуществления производственных систем, устройств, процессов и материалов, раскрытые здесь, относятся к сверхтвердым и твердым поверхностям и компонентам. В частности, некоторые из них относятся к алмазным и спеченным поликристаллическим алмазным поверхностям (PCD). В некоторых вариантах используются поликристаллические алмазные композиты (PDC) для создания чрезвычайно прочных, с низким коэффициентом трения, износостойких и биосовместимых деталей или поверхностей. Любая поверхность или устройство, подвергающиеся износу и требующие прочности и долговечности, выиграют от достижений в этой области.
В PDC алмазная подложка химически соединяется и механически фиксируется на подложке в процессе производства, который обычно использует сочетание высокого давления и высокой температуры для образования спеченного PCD (см. ниже). Химическая связь между алмазной подложкой и подложкой устанавливается в процессе спекания за счет сочетания ненасыщенных sp3-углеродных связей с ненасыщенными металлическими связями в подложке. Механическая фиксация является результатом формы подложки и алмазной подложки, различий в физических свойствах между подложкой и алмазной подложкой, а также градиентного интерфейса между подложкой и алмазной подложкой. Полученный спеченный PDC образует прочные модульные опорные вставки и соединения. Алмазная подложка может быть отполирована до очень гладкой и блестящей поверхности, что позволяет достичь чрезвычайно низкого коэффициента трения. Высокая поверхностная энергия спеченного поликристаллического алмаза (PDC) обеспечивает его очень хорошее функционирование в качестве несущей и шарнирной поверхности в присутствии смазочной жидкости. Его присущие свойства позволяют ему очень хорошо работать даже без смазки.
Хотя данное обсуждение относится к PDC, для изготовления компонентов искусственных суставов также могут быть рассмотрены следующие материалы: поликристаллический алмаз, монокристаллический алмаз, природный алмаз, алмаз, полученный методом физического осаждения из паровой фазы, алмаз, полученный методом химического осаждения из паровой фазы, алмазоподобный углерод, черный алмаз, кубический нитрид бора, гексагональный нитрид бора или их комбинации; кобальт, хром, титан, ванадий, нержавеющая сталь, ниобий, алюминий, никель, гафний, кремний, вольфрам, молибден, алюминий, цирконий, нитинол, кобальт-хром, кобальт-хром-молибден, кобальт-хром-вольфрам, карбид вольфрама, карбид титана, карбид тантала, карбид циркония, карбид гафния, Ti6/4, карбид кремния, карбид хрома, карбид ванадия, оксид циркония, стабилизированный оксидом иттрия, оксид циркония, стабилизированный оксидом магния, упрочненный оксидом циркония оксид алюминия, титан-молибден-гафний, сплавы, включающие один или несколько из вышеперечисленных металлов, керамика, кварц, гранат, сапфир, комбинации этих материалов, комбинации этих Для создания желаемой поверхности могут использоваться различные материалы, а также другие материалы.
Одним из полезных материалов для изготовления опорных поверхностей соединений является спеченный поликристаллический алмазный композит (PDC). Алмаз обладает самой высокой твердостью и самым низким коэффициентом трения среди всех известных материалов. Спеченный PDC химически инертен, не подвержен воздействию растворителей и обладает самой высокой теплопроводностью при комнатной температуре среди всех известных материалов.
Алмазный порошок или кристаллы соединяются с подложкой, подвергая сборку высокому давлению и высокой температуре, как описано далее, для образования связи между алмазными кристаллами и между алмазными кристаллами и подложкой. Полученная структура из спеченного поликристаллического алмаза, соединенного с подложкой, называется поликристаллическим алмазным композитом или PDC. Композит (как используется здесь) представляет собой композитную структуру из двух различных материалов, таких как алмазные кристаллы и металлическая подложка. Аналогичная структура, сочетающая кубические кристаллы нитрида бора вместо алмазных кристаллов в процессе спекания, называется поликристаллическим кубическим композитом нитрида бора (PCBNC). Многие из описанных здесь процессов изготовления и полировки структур и частей PDC используются аналогичным образом для PCBNC. В некоторых вариантах осуществления PCBNC может заменить PDC. Следует отметить, что, как описано в другом месте этой статьи, PDC также может быть изготовлен из самоподдерживающегося алмаза без независимой подложки.