18:51 2021年03月02日
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國立研究型技術大學「MISIS」(NUST MISIS)的科學家與俄羅斯及外國同行合作,改進了獲得醫用形狀記憶合金的技術。據科學家介紹,新方法將提高現有外科手術裝置的可靠性,並開發一些新裝置。研究結果發表在JOM期刊上。

形狀記憶合金(SMA)是在嚴重變形後可以恢復形狀的材料。NUST MISIS的科學家指出,最廣泛使用的是Ti-Ni基金屬間SMA,這些SMA用於植入物和具有高可靠性要求的智能醫療裝置,例如可取出的手術用壓釘或血管內支架。

在不超過600°C的溫度下,通過熱處理形成超細晶粒結構,可以獲得Ti-Ni合金可逆變形的最大指標。然而,科學家指出,用於獲得Ti-Ni合金的現代技術涉及在800至900°C溫度下的熔融和加工,從而無法獲得具有超細晶粒結構的巨大的SMA坯料。

據研究人員介紹,NUST MISIS專家首次發現了Ti-Ni的熱處理參數,這將使獲得不僅具有所需的納米結構,而且增強了功能特性的笨重的SMA產品成為可能。

NUST MISIS超細晶粒金屬材料實驗室研究員維克托· 科馬洛夫說: 「我們證明,300°C的變形溫度是從低溫變形圖過渡到高溫變形圖的邊界。在300-600°C變形後,動態多邊形結構的形狀恢復特性達到了最高水平。該熱處理溫度間隔對於形成超細晶粒結構和改善Ti-Ni合金的功能特性最有前途。」

正如科學家所解釋的,使用根據新技術進行納米結構化的Ti-Ni合金,可以大大減少金屬消耗,並提高基於形狀記憶效應的設備的可靠性。

在研究過程中,NUST MISIS科學家首次獲得了變形圖,並研究了溫度低於600°C(最有希望形成納米結構)時SMA結構的形成。根據科學家的觀點,分析所獲得的數據還使我們能夠確定SMA的回復、多邊形化和再結晶動態過程的溫度範圍。

俄羅斯科學院巴依科夫冶金與材料科學研究所和弗賴貝格工業大學(弗賴貝格礦業學院)(德國,圖巴夫)的研究人員參與了該項研究。研究團隊將繼續為工業條件下Ti-Ni形狀記憶合金的熱處理提出建議。科學家們相信,使用具有超細晶粒結構和改進了功能特性的Ti-Ni合金將能夠創建基於形狀記憶效應的新一代醫療設備。

 

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