Облучив ионами ниобия сплав, предназначенный для создания имплантов и медицинских инструментов, российские ученые достигли семикратного увеличения его сопротивляемости химическому разрушению.
Исследователи из Томска и Москвы создали новый метод, позволяющий существенно увеличить стойкость многокомпонентного металлического сплава к агрессивной химической среде. Как указано на сайте Российской академии наук, благодаря обработке сплава ионами ниобия авторам эксперимента удалось добиться увеличения коррозионной устойчивости в семь раз. Результаты исследований опубликованы в журнале Materials Today Communications.
Команда из Института физики прочности и материаловедения СО РАН (Томск), Национального исследовательского Томского государственного университета и Московского физико-технического института использовала аморфный многокомпонентный сплав на основе титана, никеля, меди и циркония. Этот тип сплавов напоминает «металлическое стекло»: он демонстрирует высокую прочность и биосовместимость, что особенно важно для медицинских имплантатов и хирургических инструментов.
Литые образцы подвергли облучению ионами ниобия. В зависимости от дозы облучения на поверхности сплава образовалась защитная оксидная пленка различной толщины — структура на поверхности оказалась частично аморфной, а в глубине материала сформировалась кристаллическая решетка.
Результаты и значимость
При помещении обработанных образцов в растворы, имитирующие внутреннюю среду организма (такие как физиологический раствор или «искусственная слюна»), их коррозионная стойкость возросла в семь раз по сравнению с необлученными образцами.
Исследователи отметили, что уровень защиты зависит от дозы ионов ниобия и типа раствора. При минимальной дозе облучения максимальная стойкость наблюдается в физиологическом растворе, а при высокой дозе — в искусственной слюне.