Mehaanika ja tööstustehnika instituudi doktorant Shangavi Subramanian kaitseb 16. juunil 2026 algusega kell 12:00 oma doktoritööd "Fabrication of In-Situ Alloyed Ti-Nb via Selective Laser Melting for Orthopedic Applications" ("In-situ legeeritud Ti–Nb sulamite valmistamine selektiivse lasersulatamise abil ortopeedilisteks rakendusteks"). Kaitsmine toimub Tallinna Tehnikaülikooli peamaja V õppehoone ruumis U05-216 (Ehitajate tee 5).
b-tüüpi titaansulamid on ortopeediliste implantaatide rakendustes üha enam uurimise all tänu nende madalale elastsusmoodulile, kõrgele korrosioonikindlusele ja suurepärasele biosobivusele. Nende sulamite hulgas on Ti-Nb-põhised süsteemid eriti atraktiivsed. Kuid nende valmistamine selektiivse lasersulatamise (SLM) teel elementaarpulbritest kujutab endast märkimisväärseid väljakutseid. Nende hulka kuuluvad mittetäielik legeerumine, mikrostruktuurne heterogeensus ning defektide teke, mis tuleneb Ti ja Nb suurest sulamistemperatuuri erinevusest. Lisaks nõuab implantaatide pikaajaline toimivus nii optimeeritud mahulisi omadusi kui ka täiustatud pinna biofunktsionaalsust. Käesolev väitekiri käsitleb neid väljakutseid, luues integreeritud töötluse-mikrostruktuuri-omaduste-funktsiooni raamistiku SLM-i teel valmistatud ja plasmaelektrolüütilise oksüdatsiooni (PEO) protsessiga biofunktsionaliseeritud Ti-Nb-põhiste sulamite jaoks.
Käesolev väitekiri näitab, et in-situ legeerimise, ümbersulatamise abil saavutatud mikrostruktuuri kontrolli, FE lisamisega tehtud sulami modifitseerimise ning PEO-põhise biofunktsionaliseerimise kombinatsioon parandab märkimisväärselt Ti-Nb-põhiste sulamite omadusi. Arendatud materjalid näitavad homogeniseeritud mikrostruktuuri, paremaid mehaanilisi omadusi, stabiilset passiivkäitumist ja paremat bioloogilist vastust. See integreeritud lähenemine pakub võimaluse järgmise põlvkonna b-Ti-Nb-põhiste implantaatide kavandamiseks ning toob esile SLM-il põhineva in-situ legeerimise potentsiaali kuluefektiivsete ja kliiniliselt rakendatavate biomaterjalide arendamisel.
Doktoritöö on avaldatud Tehnikaülikooli raamatukogu digikogus
Juhendajad: juhtivteadur Prashanth Konda Gokuldoss (TalTech) ning kaasprofessor Jayaraj Jayamani (Karlstadi Ülikool / Dalarna Ülikool)
Oponendid:
- dotsent Marek Kazimierz Hebda (Krakowi ülikool, Poola)
- dotsent Kateřina Skotnicová (Ostrava Ülikool, Tšehhi)