Ученые из России и Германии усовершенствовали технологию получения медицинских сплавов с памятью формы. Предложенная методика повысит надежность существующих хирургических устройств и поможет разработать ряд новых. Результаты исследования опубликованы в журнале JOM.
Исследователи впервые предложили параметры термомеханической обработки никелида титана, которые позволят получать массивные изделия из сплавов с памятью формы (СПФ) не только с необходимой наноструктурой, но и 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 соавтор работы, научный сотрудник лаборатории «Ультрамелкозернистые металлические материалы» НИТУ «МИСиС» Виктор Комаров.
СПФ способны восстанавливать свою форму после серьезных деформаций. Наиболее популярные из них — интерметаллические СПФ на основе Ti-Ni, применяемые в имплантатах и «умных» медицинских устройствах, таких как самоизвлекаемые хирургические скобки или сосудистые стенты для кардиохирургии. Максимальных показателей обратимой деформации сплава Ti-Ni можно достичь за счет формирования ультрамелкозернистой структуры путем термомеханической обработки при температуре не выше 600 °C. Однако современные технологии производства предполагают плавку и обработку при температурах от 800 до 900 °С, что не позволяет получать массивные заготовки СПФ с ультрамелкозернистой структурой.
Использование никелида титана, наноструктурированного по новой технологии, как объяснили ученые, позволит существенно снизить металлоемкость и повысить надежность устройств на основе эффекта памяти формы. В ходе экспериментов исследователи впервые получили диаграммы деформации и изучили формирование структуры СПФ при температурах ниже 600 °C, наиболее перспективных для образования наноструктур. Анализ полученных данных позволил ученым также определить температурные диапазоны динамических процессов возврата, полигонизации и рекристаллизации СПФ.
Теперь научный коллектив продолжит разработку рекомендаций по термомеханической обработке СПФ Ti-Ni в промышленных условиях. По прогнозам разработчиков сплав позволит создать новое поколение медицинских устройств на основе эффекта памяти формы.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
