Български учени направиха титана по-износоустойчив
Известно е, че титанът има ниска плътност, висока специфична якост, отлична устойчивост на корозия и биосъвместимост (способен е да се интегрира в тялото на пациента, без да предизвиква негативни странични реакции). Благодарение на тези качества този материал намира широко приложение в различни отрасли на техниката и най-вече в медицината. Въпреки това, днес използването му е ограничено от недостатъчна здравина, твърдост и устойчивост на износване.
Авторите на работата предполагат, че материалът ще бъде по-здрав поради титанов борид, химическо съединение от метален титан и бор с химическа формула TiB₂. За целта е необходимо да се създаде Ti/TiB композит, синтезиран нехомогенен материал, състоящ се от два или повече компонента с интерфейс между тях, на базата на титан, използвайки титанови бориди като усилващ елемент (пълнител, който осигурява необходимите механични характеристики на материала). Въпреки това, ако в титановата матрица се въведат крехки усилващи елементи от титанов борид, тогава чрез увеличаване на якостта е възможно да се намалят пластичните свойства на материала. След това, за да подобрят пластичността на композита, учените приложиха деформационно-термична обработка.
В хода на работата учените извършиха синтеза на композита Ti/TiB, използвайки искрово плазмено синтероване. След това получените проби бяха подложени на деформация чрез компресия в температурния диапазон от 500-1050°C. След това микроструктурата на деформираните проби беше изследвана с методите на сканираща електронна и трансмисионна микроскопия.
В резултат на това експертите определиха оптималната температура за синтеза на композита Ti/TiB 900-1000°C, при която пробите се деформират без появата на пукнатини. Освен това са установени механизмите на структурообразуване в различни температурни диапазони.
СпоредСпоред учения, в сравнение със стоманените аналози, инструментът, изработен от този композит, е много по-лек, а физическите му свойства позволяват извършване на операции в магнитно поле.