Ученые улучшили технологию получения сплавов с памятью формы

МОСКВА, 21 янв — РИА Новости. Улучшить технологию получения медицинских сплавов с памятью формы смогли ученые Национального исследовательского технологического университета "МИСиС" (НИТУ "МИСиС") в сотрудничестве с российскими и иностранными коллегами. По словам ученых, новый метод позволит повысить надежность существующих хирургических устройств и разработать ряд новых. Результаты исследования опубликованы в журнале JOM.

Сплавы с памятью формы (СПФ) — материалы, способные восстанавливать свою форму после серьезных деформаций. Наиболее широко, как отметили ученые НИТУ "МИСиС", используются интерметаллические СПФ на основе Ti-Ni, применяемые в имплантатах и "умных" медицинских устройствах с высокими требованиями к надежности — таких, как самоизвлекаемые хирургические скобки или сосудистые стенты.

Максимальные показатели обратимой деформации у сплава Ti-Ni можно получить за счет формирования ультрамелкозернистой структуры путем термомеханической обработки при температуре не выше 600 °C. Однако современные технологии производства никелида титана, как сообщили ученые, предполагают плавку и обработку при температурах от 800 до 900 °С, что не позволяет получать массивные заготовки СПФ с ультрамелкозернистой структурой.

Специалисты НИТУ "МИСиС", по их словам, впервые нашли параметры термомеханической обработки никелида титана, которые позволят получать массивные изделия из СПФ не только с необходимой наноструктурой, но и с повышенными функциональными свойствами.

"Мы показали, что температура деформации в 300 °С является граничной для перехода от низкотемпературного типа диаграмм деформации к высокотемпературному. Наиболее высокие характеристики формовосстановления с динамически полигонизованной структурой реализуются после деформации при 300-600 °С. Этот интервал обработки наиболее перспективен для формирования ультрамелкозернистой структуры и повышения функциональных свойств сплава Ti-Ni", — рассказал научный сотрудник лаборатории "Ультрамелкозернистые металлические материалы" НИТУ "МИСиС" Виктор Комаров.

Использование никелида титана, наноструктурированного по новой технологии, как объяснили специалисты, позволит существенно снизить металлоемкость и повысить надежность устройств на основе эффекта памяти формы.

В ходе исследования ученые вуза впервые получили диаграммы деформации и изучили формирование структуры СПФ при температурах ниже 600 °C, наиболее перспективных для образования наноструктур. По словам экспертов, анализ полученных данных позволил также определить температурные диапазоны динамических процессов возврата, полигонизации и рекристаллизации СПФ.

В исследовании приняли участие сотрудники Института металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН и Технического университета "Фрайбергская горная академия" (TUBAF, Германия). Научный коллектив продолжит разработку рекомендаций по термомеханической обработке СПФ Ti-Ni в промышленных условиях. Ученые уверены, что сплав Ti-Ni с ультрамелькозернистой структурой и улучшенными функциональными свойствами позволит создать новое поколение медицинских устройств на основе эффекта памяти формы.