Лекция №3 Благородные металлы и сплавы на их основе

Золото, серебро, платина…

Золото – мягкий пластичный материал, стойкий к хим. воздействию даже при высоких температурах, термодинамически стабильный (выс. корроз. ст-ть), не взаимодействует с газами.

Серебро – пластичный металл, поддается всем видам механической обработки, наилучшие показатели теплопроводности, электропроводности, почти не взаимодействует с газами (взаимодействует только при T>200⁰c), реагирует с сернистыми, хлористыми соединениями, растворяется в кислотах(?), обладает бактерицидными свойствами. Нейрохирург. клипсы, иглы для акупунктуры, офтальмология. Токсическая реакция.

Платина – не реагирует с H₂ и O₂, может реагировать при высоких температурах~400⁰c – образует оксид PtO. Не реагирует с кислотами, легко поддается холодной деформации. Изготавливают платиновые иглы для пневмоторакса. Единственный чистый металл для изготовления электродов, т.к. инертен к биологическим жидкостям. В чистом виде размазывается при обработке, для устранения добавляют легирующий элемент - иридий (платиново-иридиевые сплавы – до 20% иридия). Минус – дороговизна. Для решения проблемы делают покрытия для электродов из платины.

Палладий – мягкий металл, легко поддается обработке, растворяется в царской водке(HCl+HNO₃) и в горячих концентрированных кислотах(азотной, серной), взаимодействует с Cr, Br, легко поглощает H₂. Высокий предел прочности(185МПа), Тпл>1500⁰с.

Из этих металлов изготавливают сплавы с повышенной твёрдостью и прочностью (сохр. высокую хим. инертность). Можно исп. для имплантов, штифтов, протезов для микрохирургии.

Пример: ЗлСрМ 900-40 (90%золота 4% серебра, остальное – медь(не указывается))

ЗлПлСрМ 750-90-8 (75% золота, 9% паладий, 0,8% серебро)

СрПд-250 (25% палладия); СрПд20 (0,2% палладий)

Коррозионностойкие сплавы

Сплавы меди

Медь – пластичный материал, поддаётся штамповке, прокатке.

Медь коррозирует с тканями организма, образуя гидроокись (зеленую хрупкую пленку).

Сплав меди с цинком – латунь (Л62 – 62% меди), пластична в холодном состоянии. Катетеры, стерилизаторы, ватодержатели. Трудно обрабатывается на металлорежущих станках(добавляют свинец. Пример: ЛС59-1 – с добавлением свинца для улучшения мех. обработки –арматура шприцов, тракары). Для всех сплавов латуни необходимо антикоррозийное покрытие с никелем, цинком. Спец. покрытие с никелем – нейзильбер (канюли, глазные ложки, трахеатом. трубки).

Алюминиевые сплавы

Легкие, пластичные

Дуралюмин(алюминий+медь4,5%), силумин (алюминий+кремний(до13%)) Недостаток: низкая коррозионная стойкость.

Сплавы кобальта

Кобальт+хром+молибден+никель – высокая коррозионная стойкость из-за хрома (пассивная пленка на поверхности), сочетание механических свойств и биологической совместимости.

Пример: К40НМХ (15%-17% никеля, хром 19-21%, молибден до 7%) Полноценный заменитель тантала (дешевле).

Стилит: для армирования рабочих(режущих) частей ножниц.

Например, В3К (основа - кобальт) – 1,5% С, 2-3% Si, 30% Cr, 1-2% {Ni, W, Fe} – тв. раствор на основе кобальта и карбида. Литой сплав, не поддается обработке давлением. Все виды износа, хорошие антифрикционные свойства, стойкость к органическим средам. Наносится на рабочую поверхность наплавкой 40-50 ед. твердости, некоторый запас вязкости, пластичность, возможность провести рихтовку. Зарубежный аналог – 6В.

Виталиум – сплав, изгот. литьем гвозди, внутрикостные штифты, винты для соединения обломков костей. = комохром- Co(65%)+Mo(5%)+Cr(30%) 700 МПа на растяжение. Наклеп при обработке давлением. (?хрупкость при высоком давлении?)

Спечные твердые сплавы

Для изготовления режущих стоматологических инструментов, зубных боров – высокая твердость и износостойкость: вольфрамовые сплавы, марка ВК6-ОМ (“К6” – содержание кобальта). Основа – карбид-вольфрам+связка:кобальт. Используется для производства пластин, которые армируют ножницы, иглодержатели, пинцеты. Делают алмазную насечку, чтобы удобней держать иглы, ткани и т.д. Минусы: доп. термообработка прибора для наплавления. Распрост: ВК3, ВК4, ВК5. ? Чем больше Со, тем меньше корр. стойкость. ?