Физики из Белгородского государственного университета разработали композит титана, пригодный для изготовления сверхпрочных медицинских и авиакосмических приборов, сообщает журнал Materials & Design.
«Так же, как и чистый титан, композит «титан-титан бор» имеет малый удельный вес, высокую коррозионную стойкость, гипоаллергенность. Однако, за счет достаточно высокой прочности и твердости, композит может держать заточку в отличие от чистого титана, что дает возможность применять данный материал для изготовления медицинских инструментов», — заявил один из авторов статьи, Сергей Жеребцов.
Титан имеет массу применений в аэрокосмической отрасли и медицине благодаря его прочности, легкости, стойкости к коррозии. Кроме того, металл почти не вызывает раздражения при имплантации в организм. За последние годы были созданы сотни разных сплавов из титана, но ни один из них не устранил его главного недостатка – низкой твердости, что не позволяет использовать титан в качестве базы для режущих инструментов или других приборов, где необходимы материалы, хорошо сопротивляющиеся деформациям.Жеребцов и его коллеги решили эту проблему, создав особое соединение на базе титана и соединения титана и бора, представляющее собой не обычный «сплав», а особый композитный материал, похожий по своему устройству на соты пчел или мозаику.
Как объясняют ученые, оба компонента этого материала исполняли разные функции. В частности, стенки данных металлических «сот» состояли из борида титана, более прочного и твердого материала, а пустоты между ними заполнены обычным титаном, более мягким и гибким, чем соединение бора и титана.
Интересные свойства борида титана были известны учёным и ранее, однако проблема с ним заключалась в том, что его очень сложно обрабатывать и заставлять его принимать нужную форму, не разрушая материала. Экспериментируя с подобными «сотами», авторы статьи поняли, как этого можно добиться, сохранив все плюсы и титана, и борида титана.
Как оказалось, очень прочный и при этом пластичный материал на базе таких сот можно получить, спекая смесь из порошков титана и диборида титана при температурах примерно в тысячу градусов Цельсия. В таких условиях матрицы из борида титана можно обрабатывать и деформировать без образования трещин в их структуре.
Медицинские инструменты, изготовленные из такого композита, будут значительно легче по своей массе по сравнению с их стальными аналогами, а физические свойства позволят использовать его для ведения операций в магнитном поле.
Источник: strf.ru
«Энциклопедия брендов». Белгородский госуниверситет / ©Youtube
