Разделы сайта

Читаемое

Обновления Sep-2017

Промышленность Ижоры -->  Керамические композиционные материалы 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 [ 66 ] 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123


Рис. 5.25. Структура сплава Ti-50,0 %Ni после РКУП: а - при 500 °С, 12 проходов (е = 9,7), cyбмикpoкpиcтaлJичec-кая структура; б - при 400 °С, 8 проходов (е = 6,5), субмикрокристаллическая структура

ТОВ (зерен и субзерен) 300..,500 и 100 .300нм соответственно (рис, 5.25).

Исследование функциональных свойств сплава Ti-50,0 % (ат.) Ni после РКУП дало весьма обещающие результаты.

При величине наводящей деформа-включительно, интервал практически не изменяется. Сравнение с интервалом Л-А после традиционных обработок показывает, что после РКУ 400 и 500 С он ниже и уже максимально достигнутого ранее после оптимальной обработки по схеме НТМО + последеформационный нагрев при 450 °С, 30 мин.

После РКУП при 400 °С степень восстановления формы равна 100%

ции е,- до 7

до е,- = 7

включительно (после

РКУП при 500 °С в этих условиях намечается небольшая необратимая деформация). Этот результат соответствует лучшему, полученному после НТМО с последеформаиионным нагревом при 450 °С.

Приведенные результаты показывают перспективность РКУП с получением субмикро- и нанокристаллической структуры как метода управления комплексом функциональных свойств на основе Ti-Ni, особенно если учесть, что он достигается непосредственно в результате РКУП, т. е. отсутствует операция последеформационного нафева, необходимая в случае НТМО.

Применение сплавов с памятью формы на основе никелида титана в медицинской технике

Применение в медицине устройств, действующих на основе ЭПФ и сверхупругости, создает базу для развития новых методов оперативных и диагностических вмешательств, в том числе эндоскопических и лапароскопических, модифицирования методов подобных вмешательств, упрощающего и облегчающего их проведение, уменьшающего травмо-опасность.

Ниже приведены некоторые примеры медицинского применения тер-омеханически обработанного нитинола. При разработке этих устройств цспользованы результаты работ, проведенных в рамках проектов под-профаммы Новые материалы Минобразования РФ [30, 31].

На рис. 5.26 показано восстановление проходимости кровеносного сосуда (бедренной артерии) с помощью спирального эндопротеза с памятью формы (разработка МИСиС и НЦХ РАМН). Эндопротез в компактном виде (свернутый до диаметра 2 мм) вводится через пункционное от-




Рис. 5.26. Восстановление проходимости кровеносного сосуда с помощью эндопротези-Рования:

~ типы эндопротезов; б - ао операции; в - после установки эндопротеза с памятью формы



верстие в сосуд и по его руслу доставляется в место сужения сосуда Здесь протез отсоединяется от доставляющего устройства, разворачивается под действием тепла тела до требуемого диаметра и армирует стенки сосуда, восстанавливая кровоток по артерии. Аналогичным способом проводят расширение и восстанавливают проходимость полых органов-желчных протоков, пищевода, цервикального канала матки и др.

Противоположная задача - обжатие кровеносного сосуда - также решается оптимальным способом при испатьзовании устройства, действующего на основе ЭПФ. В частности, ддя восстановления работоспособ-




Рис. 5.27. Экстравазальные корректоры функции несостоятельных клапанов вен


Рис. 5.28. Восстановление работоспособности варикозной вены с помощью зкстрава-за1ьного корректора с памятью формы:

а - до установки (клапан несостоятелен, наблюдается обратный ток крови - рефлюкс); б - после установки корректора (клапан работоспособен, рефлюкс отсутствует)

Рис. 5.29. Схема действия сверхупругого экстрактора Трат

ности несостоятельных клапанов варикозно расширенной вены применяется экстравазальный корректор (ЭВК) с пaштью формы, показанный на рис. 5.27 (разработка МИСиС и РГМУ). ЭВК, подведенный в раскрытом виде к месту установки, под воздействием тепла тела охватывает варикозную вену в области несостоятельного клапана, сближает его створки и таким образом BoccTanaBjTHBaeT работоспособность. На рис. 5.28 показаны результаты такой операции: обратный ток крови (приводящий к застою крови в нижних конечностях, образованию трофических язв), существовавший до операции (рис. 5.28, а), после установки ЭВК исчезает (рис. 5.28, б).

Примером использования свойства сверхупругости служит ловушка Трал для извлечения камней из полых органов (рис. 5.29; разработка МИСиС и ЦВМКГ, г. Купавна). Это - единственная ловушка из существующих, которая обеспечивает легкое освобождение камня простым выпрямлением спиральной бранши; затем коническая форма ловушки восстанавливается за счет свойства сверхупругости.

Сочетание одностороннего ЭПФ и обратимого ЭПФ использовано при создании зажима Клест для клипирования сосудов и шгких тканей при лапароскопических операциях (разработка МИСиС и ЦКБ МПС) (рис. 5.30). В отличие от существующих механических зажимов, требующих использования дорогостоящего манипулятора, срабатывающих принудительно, нерегулируемых и неудаляемых, термомеханическая клипса с памятью формы срабатывает самопроизвольно (при небольшом нагреве), ее усилие легко дозируется. Кроме того, клипса может проши-


Рис. 5.30. Схема действия зажима Клест с памятью формы (охват сосуда с прошиванием тканей - обжатие сосуда за счет ЭПФ - освобождение сосуда за счет ОЭПФ)




вать ткани, обеспечивая более надежное и менее травматичное обжатие, а наведенный в ней ОЭПФ позволяет легко удалить клипсу, используя местное охлаждение.

Для конструирования и прогнозирования биомеханического поведения в организме человека устройств - имплантантов, работающих в условиях длительного сверхупругого механоциклирования, особенно важен единый подход к определению характеристик работоспособности имплантантов из нитинола. Подобный подход реализуется в системе БМСИ - новой концепции проектирования, производства и применения биологически и механически совместимых имплантантов, разработанной в МАТИ - Российского государственного технологического университета им. К.Э.Циолковского совместно с ЦИТО им. Н.Н.Пи-рогова и Российского УДИ. На основе проведенных в рамках подпрограммы Новые материалы исследований и сформированной концепции созданы наборы фиксаторов с памятью формы и саморегулирующейся компрессией для остеосинтеза и укрепления связочно-хрящевых структур, применяемые в ортопедии, травматологии, кардиологии и нейрохирургии (рис. 5.31).

АМОРФНЫЕ МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ СПЛАВЫ

Аморфными называют вещества, в которых отсутствует дальний порядок в расположении атомов. Аморфные вещества распространены в природе так же часто, как и кристаллические. К ним относятся оксидные стекла, многие высокомолекулярные соединения и их смеси. Долгое время считали, что металлы нельзя перевести в аморфное состояние. Однако в 1960 г. П.Дувесом при изучении влияния скорости охлаждения на структуру закаленного из жидкого состояния сплава А1 + 25 % Si были получены рентгенограммы, характерные для жидких веществ. В это же время И.В.Салли и И.С.Мирошниченко сообщили о получении быст-po3aKajTeHHbix кристаллических и аморфных сплавов методом, когда падающая капля жидкого метатла сплющивалась между двумя быстросбли-жающимися холодными массивными пластинами. При этом скорости охлаждения расплавов достигали 10-10 К/с. Полученные в этих, а также других последующих работах сплавы Ha3BajTH аморфными металлическими сплавами {АМС) или мета/ыическими стеклами.

Необычность аморфного состояния для металлических систем сразу же привлекла внимание к изучению его физических и химических свойств. Однако исследования свойств АМС получили широкое развитие после того, как бьш предложен метод их получения спиннингова-нием - разливкой тонкой струи металла на быстровращающийся холодный металлический барабан. Этот способ позволил получать в достаточном для исследований количестве АМС в виде ленты толщиной 15...30 мкм. Его развитие привело к производству АМС в промышленных масштабах. В дальнейшем были разработаны методы получения аморфных металлических порошков, тонких нитей, проволок и пленок, аморфных покрытий путем осаждения из газовой фазы и при воздействии лазерного облучения поверхности или ионной имплантации, получения композиционных материалов, в состав которых входят аморфные сплавы. АМС были получены также и при твердофазных реакциях: методами механохимии, при введении и последующем удалении водорода, облучении тяжелыми ионами, термобарической обработкой, когда устойчивая при высоком давтении фаза после резкого снятия давления и понижения температуры переходит в аморфное состояние.

Отсутствие дальнего порядка в расположении атомов и дефектов структуры предопределяют комплекс особых физических и химических свойств АМС, по многим из которых эти материалы превосходят соответствующие кристаллические аналоги. Это обусловило интерес к АМС.

Рис. 5.31. Фиксатор, установленный на позвоночнике (а). Набор фиксаторов для позвоночника (6)



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 [ 66 ] 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123

© 2003 - 2017 Prom Izhora
При копировании текстов приветствуется обратная ссылка