Новости

11 ноября, 2016 13:51

Российские физики сделали титан еще более "титаническим"

Источник: РИА Новости
Изображение микроструктуры композита Ti/TiB, полученное с помощью сканирующего электронного микроскопа. Волокна — это TiB, остальное — титановая матрица. Сергей Жеребцов/Materials&Design

Физики из Белгорода разработали новый "сплав" титана, который более прочен, чем сам чистый титан, и обладает другими интересными свойствами для изготовления сверхпрочных медицинских и авиакосмических приборов, говорится в статье, опубликованной в журнале Materials & Design. Исследования поддержаны грантом Российского научного фонда (РНФ).

"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 Сергей Жеребцов из Белгородского государственного университета, чьи слова приводит пресс-служба Российского научного фонда.

Титан, как рассказывают ученые, имеет массу применений в аэрокосмической отрасли и медицине благодаря его прочности, легкости, стойкости к коррозии и тому, что он почти не вызывает раздражения при имплантации в организм. За последние годы были созданы сотни разных сплавов из титана, ни один из которых, правда, не устранил его главного недостатка – низкой твердости, которая 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, компоненты этого материала выполняли разные функции. В частности, стенки данных металлических "сот" состояли из борида титана, более прочного и твердого материала, а пустоты между ними были заполнены обычным титаном, более мягким и гибким, чем соединение бора и титана.

Интересные свойства борида титана были известны ученым 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.

По словам ученого, медицинские инструменты, изготовленные из данного композита, будут значительно легче по своей массе по сравнению с их стальными аналогами, а физические свойства данного материала позволят использовать его для ведения операций в магнитном поле.

28 сентября, 2022
Биологи назвали новый род цианобактерий в честь города Апатиты
Ученые проанализировали видовое разнообразие цианобактерий из рода Phormidesmis и обнаружили среди в...
28 сентября, 2022
Дыхание почв: российские ученые определили связь между засухами и содержанием CO₂ в атмосфере
Российские ученые подвели итоги эксперимента, который длился 24 года в лесах Подмосковья. На протяже...