Сотрудники лаборатории сверхэластичных биоинтерфейсов ТГУ изучили механические свойства и коррозионная стойкость пористых никель-титановых сплавов, синтезированных в различных реакционных атмосферах. Результаты исследования опубликованы в журнале Physica Scripta. Лаборатория создана в рамках нацпроекта «Наука и университеты».
– В исследованиях самораспространяющегося высокотемпературного синтеза никелида титана основное внимание уделялось изучению влияния скорости нагрева, температуры начала синтеза, размера частиц порошка, давления реакционного газа на структуру и свойства интерметаллидов NiTi, – говорит один из авторов статьи заведующая лабораторией сверхэластичных биоинтерфейсов ТГУ Екатерина Марченко. – Однако влияние газовой среды на формирование поверхностных интерметалических оксикнитридов и свойства полученных NiTi сплавов до сих пор не рассматривалось.
В рамках исследований пористые сплавы никелида титана получали методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза в двух различных средах – аргон и азот. Изучение сплавов показало, что сплавы NiTi-(N), синтезированные в реакционной атмосфере азота, содержат большое количество хрупких вторичных фаз Ti2Ni+Ti4Ni2O(N), которые, в отличие от NiTi-(Ar), распределены преимущественно в виде мелких частиц.
Межзеренные фазы Ti2Ni в сплаве NiTi-(Ar), синтезированном в реакционной атмосфере аргона, наблюдаются как области обширного накопления фазы Ti2Ni. Среда реактивного азота привела к диспергированию фазы Ti2Ni и снижению прочности на сжатие пористого сплава NiTi-(N) по сравнению с NiTi-(Ar).
Однако оба сплава обладают прочностью на сжатие, превышающей прочность губчатой кости человека, и могут успешно использоваться для внутрикостной имплантации. В то же время пористые сплавы, полученные в различных реакционных средах, пассивны к электрохимической коррозии и устойчивы к растворению в биологических средах, содержащих хлор.
Результаты проведенных исследований показали возможность создания методом СВС пористых сплавов никелида титана с защитным оксинитридным поверхностным слоем, который обладает улучшенными цитосовместимыми свойствами. Полученные данные будут использованы при изготовлении материалов для формирования у них необходимых функциональных свойств.
Исследование выполнено при поддержке федеральной программы «Приоритет-2030» и мегагранта Правительства РФ № 220.