Новый метод производства усовершенствовал медицинский сплав c памятью формы

Новый метод производства усовершенствовал медицинский сплав c памятью формы

Улучшить технологию получения медицинских сплавов с памятью формы смогли ученые НИТУ "МИСиС" в сотрудничестве с российскими и иностранными коллегами. Новая методика 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 используются интерметаллические СПФ на основе Ti-Ni(титан-никель), применяемые в имплантатах и "умных" медицинских устройствах с высокими требованиями к надежности - таких, как самоизвлекаемые хирургические скобки или сосудистые стенты для кардиохирургии.

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" впервые нашли параметры термомеханической обработки никелида титана, которые позволят получать массивные изделия из 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 научный сотрудник лаборатории "Ультрамелкозернистые металлические материалы" НИТУ "МИСиС" Виктор Комаров.

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 исследования ученые НИТУ "МИСиС" впервые получили диаграммы деформации и изучили формирование структуры СПФ при температурах ниже 600 ?C, наиболее перспективных для образования наноструктур. По словам ученых, 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. Байкова РАН и Технического университета "Фрайбергская горная академия" (TUBAF, Германия). Научный коллектив продолжит разработку рекомендаций по термомеханической обработке СПФ Ti-Ni в промышленных условиях.

Разработчики прогнозируют, что сплав Ti-Ni с ультрамелькозернистой структурой и улучшенными функциональными свойствами позволит создать новое поколение медицинских устройств на основе эффекта памяти формы.

Справка о НИТУ "МИСиС"

НИТУ "МИСиС" - один из наиболее динамично развивающихся научно-образовательных центров страны. Находясь в числе лидеров технологического образования России, НИТУ "МИСиС" также представляет собой полноценный научный центр. Университет занимает ведущие позиции в мире в предметных рейтингах THE, QS и ARWU сразу по 16 направлениям, входя в топ-100 в категориях "Инжиниринг-Горное дело" (рейтинг QS) и "Инжиниринг-Металлургия" (рейтинг ARWU), в области материаловедения НИТУ "МИСиС" в группе 101+ лучших вузов (рейтинг QS).

Стратегическая цель НИТУ "МИСиС" к 2020 году укрепить лидерство по направлениям специализации: материаловедение, металлургия и горное дело, а также существенно усилить свои позиции в сфере био-, нанотехнологий и ИТ. В состав университета входит 10 институтов, 6 филиалов - четыре в России и два за рубежом. В НИТУ "МИСиС" учится более 20 000 обучающихся, среди них 26% - это студенты из 84 стран мира. В университете действуют более 30 научно-исследовательских лабораторий и 3 инжиниринговых центра мирового уровня, в которых работают ведущие российские и зарубежные ученые. НИТУ "МИСиС" успешно реализует совместные проекты с крупнейшими высокотехнологичными компаниями России и мира.