Использование керамических материалов в медицине.

                       Федеральное агентство по образованию

                       Томский Политехнический Университет            

 Кафедра: Технология силикатов  и наноматериалов 
 
 
 

 Использование керамических материалов в медицине. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                                                             Выполнила: ст.гр.5а75

                                                                                              Адыкаева А.В.

                                                                                              Проверила :

                                                                                              Митина Н.А. 

                                                 Томск-2009

                                                Содержание

 Введение………………………………………………………………………………………3

 Глава1.

 Керамика.Применение керамических материалов в медицине.

1. Керамика в прошлом. Настоящем и будущем………………………………………..5
2. Керамика как альтернативный материал…………………………………………..…7
3. Требования к материалам медицинской практики…………………………………..9

 Глава 2.

 Корундовая  керамика.

 2.1 Корундовая керамика в медицине………..…………………………………………….11

 2.2 Сферы применения корундовой керамики…………………………………………….13

 Глава 3.

 Стоматологическая керамика.

 3.1 Цельнокерамические конструкции……………………………………………………..15

 3.2 . Спеченные стеклокристаллы…………………………………………………………..17

 3.3 Литая крамика……………………………………………………………………………17

 3.4 Прессованная керамика………………………………………………………………….18

 3.5 Цементирование…………………………………………………………………………19

 3.6 Диоксидциркониевая керамика…………………………………………………………20

 Глава 4.

 Турмалиновая  керамика…………………………………………………………………...22 

 Заключение  ………………………………………………………………………………….27

 Список  использованной литературы …………………………………………………….28

 Приложение………………………………………………………………………………….29 
 

                                                          ВВЕДЕНИЕ

        Керамика (др.греч.. κέραμος — глина) — изделия из неорганических, неметаллических материалов (например, глины) и их смесей с минеральными добавками, изготовляемые под воздействием высокой температуры с последующим охлаждением. ^[1]

В узком смысле слово керамика обозначает глину, прошедшую обжиг. Однако современное использование этого термина расширяет его значение до включения всех неорганических неметаллических материалов. Керамические материалы могут иметь прозрачную или частично прозрачную структуру, могут происходить из стекла (см. ситаллы). Самая ранняя керамика использовалась как посуда из глины или из смесей её с другими материалами. В настоящее время керамика применяется как индустриальный материал (машиностроение, приборостроение, авиационная промышленность и др.), как строительный материал, художественный, как материал широко используемый в медицине, науке. В XX столетии новые керамические материалы были созданы для использования в полупроводниковой индустрии и др. областях.

         Следует констатировать, что в  настоящее время еще не сформирована  единая научная теория керамики, хотя и достигнут очевидный  прогресс в понимании физико-химических  явлений в твердом теле, реологии порошковых сред, теории спекания, механизме усталостного разрушения. 

       Однако этого недостаточно для  широкого внедрения технологии  новой керамики и потребуется  еще много усилий и времени,  чтобы реализовать преимущества  этих материалов и достичь требуемого уровня свойств. Тем не менее, сочетание научных достижений и потребительских стимулов, а также тенденций в разработке новой техники привело к созданию множества керамик со специальными свойствами и позволило определить основные направления дальнейших исследований.  
 
       Лидирующее положение в данной области занимают Соединенные Штаты Америки и Япония, прогноз специалистов которых позволил расположить керамические материалы по возрастанию приоритетов в следующий ряд: керамика, конструкционная или инженерная (включая инструментальную и пористую), электронная керамика (включая оптические материалы). 
 
      Использование керамических протезов и имплантатов в медицине - одно из новых направлений, получивших заметное развитие в последнее десятилетие благодаря достижениям в области конструкционной керамики, производства высокочистых порошков, процессов их формования и обработки керамических изделий. Наибольшие успехи здесь достигнуты в США, ФРГ и Японии. 
 
 
 

                                               
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                          

                                          Глава1.

                                         Керамика.

       Применение керамических  материалов в медицине.                                                                          

 

1.1 КЕРАМИКА В ПРОШЛОМ,  НАСТОЯЩЕМ И БУДУЩЕМ 

Трудно назвать  область научной, инженерной и художественной деятельности, которая пользовалась бы таким вниманием, как создание керамики. Существует Mеждународная академия керамики, национальные керамические общества, старейшему из которых свыше 100 лет, проводятся всемирные конгрессы по керамике, созданы музеи художественной керамики, издаются многочисленные научные и профессиональные журналы. Наконец, в 1987 году Г. Беднорцу и А. Мюллеру была присуждена Нобелевская премия за создание керамических сверхпроводников.

Когда несколько  лет назад средства массовой информации распространили прогноз о скором наступлении керамической эры, которая  в истории человеческой цивилизации займет место, сопоставимое с каменным или бронзовым веком, все понимали гиперболичность такого сравнения. Но оно свидетельствовало о несомненном интересе к керамическим материалам и необходимости удовлетворить этот интерес, тем более что традиционный образ керамики, сложившийся в сознании каждого из нас, существенно отличается от того образа, который принято называть материалом будущего. Одним из таких материалов, несомненно, является нитрид кремния, высокотемпературная прочность, химическая стойкость и легкость которого позволили создать двигатель внутреннего сгорания с рекордно высокой (1400?С) температурой рабочей камеры, что дало возможность повысить в 1,5 раза КПД двигателя, существенно снизить расход топлива и уменьшить загрязнение окружающей среды благодаря его более полному сгоранию.

ЭКСКУРС В ИСТОРИЮ  КЕРАМИКИ

Исторически под  керамикой понимали изделия и  материалы, получаемые спеканием глин и их смесей с минеральными добавками. Пластичность глин использовалась человеком  еще на заре его существования, и едва ли не первыми изделиями из глины стали скульптуры людей и животных, дошедшие до нас из эпохи палеолита. К позднему палеолиту некоторые исследователи относят и первые попытки обжига глины. Однако обжиг глиняных изделий с целью придания им твердости, водо- и огнестойкости стал применяться широко только в неолите.

В музее Иерусалима хранится знаменитая керамическая маска (рис. 1), созданная примерно 8500 лет  тому назад и найденная в древнем  Иерихоне, неподалеку от берега Мертвого моря. Радиографический анализ показал исключительную сложность технологии изготовления этой маски. Глинобитные жилища, обожженные снаружи кострами, - первый пример применения керамики в качестве строительного материала (IV-III в. до н.э.). Терракотовые архитектурные детали, черепица, водопроводные трубы изготовляли как в Древней Греции, так и в Древнем Риме, где в особенности развилось производство кирпича, из которого сооружали сложные конструкции (например, своды перекрытий, пролеты мостов, акведуки). Само слово "керамика" пришло к нам из древнегреческого языка (керамос - обожженная глина, керамике - гончарное искусство).

Трудно установить дату, когда на промышленную арену  вышла керамика, которую теперь называют высокотехнологичной. Вероятно, первой разновидностью такой керамики был карбид кремния, производство которого одна из американских фирм начала почти 100 лет назад. Уже в то время термин "керамика" приобрел более широкое значение: помимо традиционных материалов, изготовляемых из глин, к ней стали относить материалы, получаемые из чистых, простых и сложных оксидов, карбидов, нитридов и т.д.

После второй мировой  войны одним из главных направлений  развития высокотехнологичной керамики стало создание микрокомпьютеров и  важнейших элементов электронной  техники, включая конденсаторы, подложки интегральных схем, термисторы и варисторы. Керамическая промышленность, которая традиционно производила стекло, посуду, строительные и огнеупорные материалы, стала выпускать материалы для самых современных и перспективных отраслей техники. Понятие "керамика" в последнее время трансформировалось. Сейчас под керамикой понимают любые поликристаллические материалы, получаемые спеканием неметаллических порошков природного или искусственного происхождения. Это определение исключает из числа керамических материалов стекла, хотя нередко и их рассматривают как разновидность керамики.

Современные виды керамики иногда делят на две группы: конструкционную и функциональную. Под конструкционной понимают керамику, используемую для создания механически стойких конструкций, а под функциональной - керамику со специфическими электрическими, магнитными, оптическими и термическими функциями. 
 
 

1.2 КЕРАМИКА КАК АЛЬТЕРНАТИВНЫЙ МАТЕРИАЛ

В мире современных  материалов керамике принадлежит заметная роль, обусловленная широким диапазоном ее разнообразных физических и химических свойств. Керамика не окисляется и устойчива в более высокотемпературной области, чем металлы, например температура плавления карбида гафния (3930?С) на 250? выше, чем у вольфрама. У распространенных керамических материалов (оксидов алюминия, магния, тория) термическая устойчивость намного превышает устойчивость большинства сталей и сплавов. Модуль упругости керамических волокон на порядок выше, чем у металлов.

В семействе  керамик легко можно найти материалы как с большими, так и малыми (даже отрицательными) значениями коэффициента термического расширения. Также широк спектр материалов, среди которых есть и диэлектрики, и полупроводники, и проводники (сравнимые по проводимости с металлами), и сверхпроводники. Важнейшими компонентами современной конструкционной керамики являются оксиды алюминия, циркония, кремния, бериллия, титана, магния, нитриды кремния, бора, алюминия, карбиды кремния и бора, их твердые растворы и разнообразные композиты.

Перспективность керамики обусловлена многими факторами, среди которых наиболее важны  следующие.

1. Керамика отличается  исключительным многообразием свойств  (многофункциональностью) по сравнению  с другими типами материалов (металлами  и полимерами). Среди видов керамики всегда можно найти такие, которые с успехом заменяют металлы и полимеры, тогда как обратное возможно далеко не во всех случаях.