Физики петербургского Института проблем машиностроения (ИПМаш) РАН, Уфимского университета науки и технологий и Нанкинского университета науки и технологий добились рекордной прочности титана. Это достижение может открыть новые горизонты в разработке сверхпрочных и пластичных материалов, включая зубные импланты.
Российские исследователи предположили, что сверхпрочность связана с накоплением примесей на границах зерен. В свою очередь, ученые Нанкинского университета науки и технологий подтвердили это экспериментально, обнаружив необычно высокую концентрацию атомов железа в толстых прослойках вдоль границ.
Ученые обработали титановый материал двукратным кручением под высоким давлением с последующим отжигом. Зерна титана уменьшились до 100 нм, что в 100-1000 раз меньше толщины человеческого волоса, и продемонстрировали рекордную прочность.
Исследователи Уфимского университета установили, что предел текучести прочности такого титана достигает 1510 МПаэ. В то время как у обычного горячекатаного титана этот показатель составляет 680 МПа.
Мы предположили, что сверхпрочность наноструктурированного титана связана с тем, как примеси влияют на дефектную структуру границ зерен. Для проверки этой идеи я предложил использовать теоретическую модель, разработанную ранее для наноструктурированных тем же способом алюминиевых сплавов. Она объясняет, как примеси на границах зерен взаимодействуют с имеющимися там дислокациями, блокируя их подвижность и повышая прочность материала.
Ранее www1.ru сообщал, что Россия думает над тем, как извлечь 15% мировых запасов титана из своих недр.
Читать материалы по теме:
Титановые сплавы для биомедицины улучшили с помощью 3D-технологий
В Москве создали сверхпластичные титановые сплавы для авиаотрасли и медицины
В Самаре создали программу по подбору материала в пластической хирургии
