Учёные лаборатории сверхэластичных биоинтерфейсов ТГУ в рамках проекта, поддержанного мегагрантом правительства РФ, разрабатывают новые материалы для имплантов костных и мягких тканей. Исследователям удалось существенно улучшить механические свойства пористого сплава никелида титана. Технология синтеза и структурные особенности полученного сплава изложены в научной статье «Plasticity of Porous NiTi Alloys Obtained by Selfpropagating High-temperature Synthesis in Closed and Open Gas Flow Reactors» в журнале « Materials and Manufacturing Processes» (Q1).
– В статье описаны механические свойства пористого сплава никелида титана, полученного методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС) с использованием послойного горения в закрытых и открытых реакторах с газовым потоком в защитной атмосфере аргона, – рассказывает научный сотрудник лаборатории сверхэластичных биоинтерфейсов ТГУ Ойбек Мамазакиров. – Пористые сплавы СВС-NiTi значительно различаются по с точки зрения их структуры и свойств из сплавов, полученных другими методами, включая порошковую металлургию.
Исследования механических свойств таких сплавов важны, поскольку поровое пространство имплантатов заполнено тканями и жидкостью и участвует в передаче физиологической нагрузки между костями фрагменты. Успешная интеграция имплантата в кость и мягких тканей зависит от биомеханики пористого композит имплантат-биологическая ткань-жидкость.
Полученные образцы были исследованы методами рентгеновской дифракции, дифференциальной сканирующей калориметрии, сканирующей электронной микроскопии, энергодисперсионной спектроскопии и оптической микроскопии. Установлено, что продукты реакции в двухфазной газовой зоне перитектической кристаллизации находятся в виде изолированных кристаллических кластеров Ti2Ni в матрице TiNi.
– Пластичность и прочность твердых дендритов рекристаллизованной фазы Ti2Ni повышают эффективную жесткость пористых сплавов NiTi и снижают максимальную деформацию сжатия, – говорит Ойбек Мамазакиров. – Максимальная деформация сжатия пористых сплавов NiTi, синтезированных в закрытом реакторе, составила 34 % по сравнению с 7 % в реакторе с открытым потоком газа.
Подробная информация о результатах исследований материаловедов ТГУ изложена здесь.