Исследование диффузионного взаимодействия в порошковой системе TiNi–Ti, используемой для создания биосовместимых высокопористых сплавов на основе никелида титана с мартенситными превращениями

Объектом исследования являются пористые сплавы на основе никелида титана. Цель работы: разработка способа создания биосовместимых пористых сплавов на основе никелида титана (TiNi) методом спекания гидридно-кальциевого порошка TiNi с высокими конструкционными и функциональными свойствами в перспективе использования в медицинской имплантологии. В процессе работы проводились исследования структурных особенностей и свойств пористых сплавов на основе TiNi, которые получены методом диффузионного спекания. Для решения поставленных задач использованы стандартные методы оптической, растровой, просвечивающей микроскопии, изучена температурная зависимость удельного электросопротивления. Путем использования добавок порошка титана различной концентрации и гранулометрического состава решена проблема коррекции атомного состава в соединении TiNi для достижения реализации фазовых мартенситных превращений в пористом сплаве на основе никелида титана. Показано, что введение добавок Ti от 5 at. % позволяет выровнять по химическому составу фазу TiNi, ответственную за реализацию мартенситного превращения. Концентрация добавки 2,5 ат. %Ti недостаточна для коррекции атомного состава пористого сплава на основе TiNi. Добавки 5 и 7,5 ат. % Ti позволяют решать задачу коррекции атомного состава, причем реализация мартенситных превращений происходит при температурах организма человека. Однако, как показали структурные исследования доля фазы Ti2Ni в образцах с 7,5 ат. % Ti больше чем в образцах с 5 ат. % Ti, что может негативно сказываться на деформационно-прочностных свойствах пористых материалов на основе TiNi. Частицы Ti2Ni являются крупными некогерентными фазами, которые хрупко разрушаются при незначительных напряжениях. Добавка 10 ат. % Ti также позволяет получать пористый сплав на основе TiNi с реализацией мартенситных превращений, но из-за существенной усадки, малой пористости и повышенной концентрации фазы Ti2Ni, применение данной добавки не желательно для создания пористых сплавов с широким комплексом конструкционных и функциональных свойств. Разработана методика создания биосовместимых пористых сплавов на основе TiNi с высокими конструкционными и функциональными свойствами в перспективе использования в медицинской имплантологии.