Найти в Дзене

Создан нанотитан с рекордной прочностью для зубных имплантов

Физики из Института проблем машиноведения РАН совместно с коллегами из Уфы и Нанкина исследовали наноструктурированный технически чистый титан, который уже показал большой потенциал для создания зубных имплантов. Об этом «Жуковский.Life» рассказали в пресс-службе РАН. Материал был получен методом двукратного кручения под высоким давлением с последующим отжигом в Уфимском университете науки и технологий. Это позволило уменьшить размер зерен титана до примерно 100 нанометров, что в 100-1000 раз меньше толщины человеческого волоса. При этом границы зерен оказались насыщены примесями, что и стало ключом к высокой прочности. Полученный нанотитан обладает пределом текучести 1340 МПа и пределом прочности 1510 МПа, что значительно превышает показатели обычного горячекатаного титана с крупными зернами (предел текучести — около 500 МПа, предел прочности — 680 МПа). При других методах обработки прочностные характеристики были значительно ниже, что подтверждает важность выбранной технологии. Учёны
   Фото сгенерировано Kandinsky 4.1
Фото сгенерировано Kandinsky 4.1

Физики из Института проблем машиноведения РАН совместно с коллегами из Уфы и Нанкина исследовали наноструктурированный технически чистый титан, который уже показал большой потенциал для создания зубных имплантов. Об этом «Жуковский.Life» рассказали в пресс-службе РАН.

Материал был получен методом двукратного кручения под высоким давлением с последующим отжигом в Уфимском университете науки и технологий. Это позволило уменьшить размер зерен титана до примерно 100 нанометров, что в 100-1000 раз меньше толщины человеческого волоса. При этом границы зерен оказались насыщены примесями, что и стало ключом к высокой прочности.

Полученный нанотитан обладает пределом текучести 1340 МПа и пределом прочности 1510 МПа, что значительно превышает показатели обычного горячекатаного титана с крупными зернами (предел текучести — около 500 МПа, предел прочности — 680 МПа). При других методах обработки прочностные характеристики были значительно ниже, что подтверждает важность выбранной технологии.

Учёные выяснили, что сверхпрочность связана с накоплением примесей, главным образом атомов железа, на границах зерен. Эти примеси блокируют подвижность дефектов кристаллической решетки — дислокаций, которые при деформации обычно образуют скопления и способствуют пластичности материала. Благодаря «закреплению» дислокаций пластичность снижается, а прочность возрастает, поскольку напряжения не концентрируются в локальных зонах.

Такое понимание механизма упрочнения позволяет целенаправленно регулировать свойства металлов, управляя распределением примесей по границам зерен. В перспективе это может привести к разработке новых сверхпрочных и одновременно пластичных материалов для медицины и техники.

Молодые учёные создают инновационные лекарства для здоровья десен. В состав этих препаратов входит растительное сырьё, собранное преимущественно в Краснодарском крае, что подчёркивает экологичность и локальный подход к производству.