科学家改进获得形状记忆合金的技术

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19:31 2021年01月21日

(更新 20:46 2021年01月21日)

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国立研究型技术大学“MISIS”（NUST MISIS）的科学家与俄罗斯及外国同行合作，改进了获得医用形状记忆合金的技术。据科学家介绍，新方法将提高现有外科手术装置的可靠性，并开发一些新装置。研究结果发表在JOM期刊上。

形状记忆合金（SMA）是在严重变形后可以恢复形状的材料。NUST MISIS的科学家指出，最广泛使用的是Ti-Ni基金属间SMA，这些SMA用于植入物和具有高可靠性要求的智能医疗装置，例如可取出的手术用压钉或血管内支架。

在不超过600°C的温度下，通过热处理形成超细晶粒结构，可以获得Ti-Ni合金可逆变形的最大指标。然而，科学家指出，用于获得Ti-Ni合金的现代技术涉及在800至900°C温度下的熔融和加工，从而无法获得具有超细晶粒结构的巨大的SMA坯料。

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据研究人员介绍，NUST MISIS专家首次发现了Ti-Ni的热处理参数，这将使获得不仅具有所需的纳米结构，而且增强了功能特性的笨重的SMA产品成为可能。

NUST MISIS超细晶粒金属材料实验室研究员维克托· 科马洛夫说： “我们证明，300°C的变形温度是从低温变形图过渡到高温变形图的边界。在300-600°C变形后，动态多边形结构的形状恢复特性达到了最高水平。该热处理温度间隔对于形成超细晶粒结构和改善Ti-Ni合金的功能特性最有前途。”

正如科学家所解释的，使用根据新技术进行纳米结构化的Ti-Ni合金，可以大大减少金属消耗，并提高基于形状记忆效应的设备的可靠性。

在研究过程中，NUST MISIS科学家首次获得了变形图，并研究了温度低于600°C（最有希望形成纳米结构）时SMA结构的形成。根据科学家的观点，分析所获得的数据还使我们能够确定SMA的回复、多边形化和再结晶动态过程的温度范围。

俄罗斯科学院巴依科夫冶金与材料科学研究所和弗赖贝格工业大学（弗赖贝格矿业学院）（德国，图巴夫）的研究人员参与了该项研究。研究团队将继续为工业条件下Ti-Ni形状记忆合金的热处理提出建议。科学家们相信，使用具有超细晶粒结构和改进了功能特性的Ti-Ni合金将能够创建基于形状记忆效应的新一代医疗设备。