Ученые из России и Германии обновили медицинский сплав, который запоминает его форму

Ученым Национального исследовательского технологического университета «МИСиС» (НИТУ «МИСиС») удалось совместно со своими российскими и зарубежными коллегами усовершенствовать технологию производства сплавов с памятью формы.

По мнению исследователей, новый метод поможет повысить надежность существующих хирургических инструментов и разработать ряд новых. Результаты исследования опубликованы в журнале JOM.

Сплавы с памятью формы (SMA) - это материалы, которые могут восстанавливать свою первоначальную форму после массивных деформаций. Ученые МИСиС говорят, что наиболее распространенными являются интерметаллические сплавы на основе Ti-Ni с памятью формы, используемые в имплантатах и ​​«умных» медицинских устройствах с высокими требованиями к надежности, таких как самораспаковывающиеся хирургические скобки или сосудистые стенты.

В случае Ti-Ni максимальная обратимая деформация может быть достигнута за счет получения ультрамелкозернистой структуры посредством термомеханической обработки при температурах, не превышающих 600 ° C. Однако, как отметили исследователи, современные технологии получения никелида титана предполагают плавление и обработку при температуре от 800 до 900 ° С, что делает невозможным изготовление массивных образцов сплава с памятью формы со сверхмелкозернистой структурой.

Специалисты НИТУ «МИСиС» говорят, что им удалось определить параметры термомеханической обработки никелида титана, которые позволят изготавливать массивные изделия из сплавов с памятью формы не только с необходимой наноструктурой, но и с повышенной функциональностью.

«Мы показали, что температура деформации 300 ° С является пограничной между низкотемпературным типом диаграмм деформирования и высокотемпературным. Наибольший показатель восстановления формы с динамически полигонизированной структурой проявляется после деформации при 300-600 ° С. Этот температурный диапазон является наиболее перспективным для формирования сверхмелкозернистой структуры и повышения функциональных характеристик сплава Ti-Ni », - поделился Виктор Комаров, научный сотрудник лаборатории НИТУ« МИСиС ».

Исследователи предполагают, что использование никелида титана, наноструктурированного в соответствии с новой технологией, поможет значительно снизить металлоемкость и повысить надежность устройств, основанных на эффекте памяти формы.

В ходе исследования ученые НИТУ «МИСиС» впервые составили диаграммы деформирования и тщательно изучили формирование структуры сплавов с памятью формы при температурах ниже 600 ° C, наиболее подходящих для наращивания наноструктур.

По словам ученых, анализ полученных данных позволил определить температурные диапазоны динамического процесса восстановления, полигонизации и перекристаллизации СПП.

В исследовании принимали участие ученые Института металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН, а также Фрайбергского горно-технологического университета, Германия.

Команда продолжит разработку рекомендаций по проведению термомеханической обработки сплава Ti-Ni в промышленных условиях. Исследователи уверены, что SMA со сверхмелкозернистой структурой и улучшенными функциональными характеристиками поможет разработать новое поколение медицинских инструментов, основанных на эффекте памяти формы.