Про властивості матеріалів

ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ

ДЛЯ ВИГОТОВЛЕННЯ МЕДИЧНИХ ВИРОБІВ

ВИМОГИ ДО МАТЕРІАЛІВ

МЕТАЛЕВІ МАТЕРІАЛИ, ПРИДАТНІ ДЛЯ ВИГОТОВЛЕННЯ МЕДИЧНИХ ВИРОБІВ

Рівень науково-технічного прогресу значною мірою залежить від матеріалів, які використовує людина.

Наука про властивості металів, їх походження, будову і можливі зміни, що відбуваються під впливом багатьох чинників, називається матеріалознавством. Основне завдання цієї науки — встановлення зв'язків між складом, структурою різних матеріалів та їх фізичними, механічними і технологічними властивостями.

На основі вивчених властивостей матеріалів визначають показання до найбільш ефективного і раціонального їх використання, розробляють технологію виготовлення з них різноманітних виробів.

Для виготовлення медичних інструментів, апаратів, приладів, устаткування тощо використовують безліч матеріалів: метали та їх сплави, пластичні маси, гуму, скло, кераміку, шкіру і її замінники, деревину та ін.

Матеріали для виготовлення медичних виробів повинні задовольняти такі вимоги:

> бути нешкідливими, біологічно інертними і нетоксични-
ми відносно тканин організму та не виділяти шкідливих
для організму людини речовин;

> мати стійкість до стерилізації та дезінфекції;

> бути механічно тривкими, зберігати постійну форму й об'єм;

> мати гарні технологічні властивості (наприклад, при литті,
штампуванні та інших видах обробки);

> бути стійкими до корозії.

Металеві матеріали, придатні для виг отовлення меди чних виробів 41

При виборі матеріалу для виготовлення виробів медичного призначення необхідно зважати на основні властивості цих матеріалів.

Сучасні методи дослідження дають досить повне уявлення про природні властивості будь-якого матеріалу або структуру речовини, її склад і будову, взаємодію з іншими матеріалами та біологічними середовищами.

При взаємодії з навколишнім середовищем і тканинами організму в матеріалах відбуваються зміни як у складі, так і в структурі, що спричиняють відповідні зміни їх властивостей.

Розрізняють механічні, технологічні, фізичні, хімічні та біологічні властивості матеріалів.

Під механічними властивостями матеріалів розуміють їх здатність до опору різним чинникам зовнішнього впливу. Механічні властивості матеріалу вивчають за допомогою спеціальних машин і приладів. Методи випробувань можуть бути статичними і динамічними.

При статичних випробуваннях матеріал піддається повільному, але постійному впливу сили, при динамічних — навпаки, силові впливи мають швидкий і короткочасний характер удару.

До механічних властивостей відносять: твердість, міцність, пружність, пластичність, в'язкість і втомленість.

Твердість — важлива характеристика металів. За нею судять про здатність протидіяти силам зношення, а також про сталість форми і розмірів виробів під час роботи. Твердість — це здатність матеріалів чинити опір при входженні в його поверхню іншого тіла під дією сили. Визначають твердість матеріалів кількома методами:

— методом Брінелля: за допомогою спеціального преса
в поверхню досліджуваного тіла з певною силою вдавлю
ють сталеву загартовану кульку означеного діаметра. Цей
метод придатний для матеріалів з невеликою твердістю;

— методом Роквелла: у піддослідний зразок вдавлюють
діамантовий конус. Цей метод підходить для визначення
матеріалів з високою твердістю;

Глава 4

— методом Віккерса: у випробовуваний матеріал вдавлюється усічена чотиригранна діамантова піраміда. Цим методом визначають твердість тонких виробів.

Міцність — здатність матеріалу чинити опір зовнішній силі, що прагне його зруйнувати. Відношення розміру мінімального навантаження, при якому настає порушення цілісності матеріалу, і площі поперечного перетину називається межею міцності матеріалу.

Пружність — здатність матеріалу відновлювати форму після припинення дії сили. Пружні властивості матеріалів залежать як від природи речовини, так і від її будови, тому в кожному матеріалі вони виявляються по-різному. Для кожного матеріалу існує своя межа пружності.

Пластичність — властивість матеріалу, не руйнуючись, набувати форми, що її надають за допомогою сили, і зберігати цю форму після припинення дії сили. Найбільш пластичними є свинець, ковкі матеріали.

Матеріали, що під дією зовнішніх сил зовсім або майже не змінюють своєї форми, але швидко руйнуються, називаються крихкими. Крихкими є скло, чавун, деякі пластмаси (полістирол).

В'язкість — здатність матеріалу деформуватися, не руйнуючись під дією навантажень. Цей вид деформації характеризується тим, що досліджуваний зразок збільшується за розмірами в напрямку докладеної сили (звичайно по довжині) і звужується в поперечному перетині.

Утомленість — властивість матеріалів руйнуватися під впливом часто повторюваних навантажень, розмір яких не досягає межі міцності матеріалу. Чим більше циклів навантажень витримує зразок, тим він витриваліший. Межа втомленості визначається кількістю циклів навантаження, яку може витримати зразок матеріалу.

До технологічних відносять властивості, що дозволяють визначити, якій технологічній обробці може бути підданий матеріал, а також можливість найбільш: ефективного його використання при виготовленні виробів. Це насамперед ковкість, грузькість, усадка, стирання й ін.

Фізичні властивості матеріалів визначаються такими основними показниками: щільністю, температурою плавлення і кипіння, тепло- і електропровідністю, тепловим розширенням та ін.

Металеві матеріали, придатні для виготовлення медичних виробів 43

До хімічних властивостей матеріалів відносять властивості, якими визначається їх взаємодія із середовищем, в якому вони постійно або тимчасово перебувають, наприклад, під час стерилізації, дезінфекції тощо. Хімічні властивості визначаються хімічним складом матеріалів.

Під біологічними властивостями матеріалів розуміють їх вплив на живі тканини й організм у цілому. Усі матеріали, які використовують для виготовлення виробів медичного призначення, проходять спеціальну перевірку на біологічну інертність у лабораторіях на тваринному та біологічному середовищі.

Дата добавления: 2015-04-30