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.