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.
Использование наноструктурированного по новой технологии никелида титана, 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 ультрамелкозернистой структурой и улучшенными функциональными свойствами позволит создать новое поколение медицинских устройств на основе эффекта памяти формы.
Информация и фото предоставлены пресс-службой НИТУ "МИСиС"
