В соответствии с Соглашением о предоставлении субсидии для финансового обеспечения (возмещения) затрат, связанных с выполнением прикладных научных исследований (проекта) в рамках реализации Федеральной целевой программы "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы" получатель субсидии обязан размещать на официальном сайте получателя субсидии в сети Интернет сведения о ходе выполнения прикладных научных исследований (проекта) в открытом доступе по форме, установленной Министерством образования и науки Российской Федерации (далее - Минобрнауки России).

Сайт Федеральной целевой программы Рекомендации по размещению сведений о ходе выполнения проекта

Отчеты

Разработка методов получения адаптивных композиционных наноматериалов на основе обладающего свойствами памяти формы нитинола медицинского и общетехнического назначения

В ходе выполнения проекта по Соглашению о предоставлении субсидии от 21.10.2014 № 14.575.21.0094 (с учетом дополнительного соглашения от 21.04.2015 № 1) с Минобрнауки России в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы» на этапах №3 - 5 выполнялись следующие работы:

В результате выполнения работ на 3 этапе исследованы влияние и функциональный отклик разрабатываемых АКНМ на различные внешние воздействия, в том числе: проведено исследование эволюции параметров ЭПФ и ОЭПФ при наведении эффектов в разных исходных фазовых состояниях, проведен анализ влияния параметров внешних воздействий при наведении ЭПФ и ОЭПФ на функциональные свойства АКНМ в разных исходных фазовых состояниях. Разработаны температурно-деформационные схемы наведения ЭПФ и ОЭПФ в АКНМ. Проведены коррозионно-электрохимические испытания АКНМ в модельных растворах. Проведены сравнительные медико-биологические испытания in vitro на цитотоксичность АКНМ с различным состоянием поверхностных слоев. Разработана технология изготовления сверхупругих скобок для степлера, сшивающего сосуда и полые органы, и изготовление экспериментальных образцов. Разработана технология изготовления клипс для создания гемостаза в кровеносных сосудах и изготовление экспериментальных образцов. Разработана технология изготовления скобок с ЭПФ для сшивания рваных и резаных ран века и изготовление экспериментальных образцов. Разработана технология изготовления устройства для извлечения инородных тел из трубчатых органов и изготовление экспериментальных образцов. Проведены дополнительные патентные исследования и подана патентная заявка. Проведена ТМО проволоки из АКНМ для получения функциональных свойств рабочих элементов термозапорных газовых клапанов; осуществлено материально-техническое обеспечение работ.

В результате выполнения работ на 3 этапе получены следующие результаты:
Исследованы влияние и функциональный отклик разрабатываемых АКНМ на различные внешние воздействия, в том числе: исследованы влияние и функциональный отклик разрабатываемых АКНМ на различные внешние воздействия, в том числе: проведено исследование эволюции параметров ЭПФ и ОЭПФ при наведении эффектов в разных исходных фазовых состояниях, проведен анализ влияния параметров внешних воздействий при наведении ЭПФ и ОЭПФ на функциональные свойства АКНМ в разных исходных фазовых состояниях. В результате проведенных исследований установлено, что исходное фазовое состояние и структура сплава TiNi оказывают выраженное влияние на параметры одностороннего эффекта памяти формы (ЭПФ) и обратимого ЭПФ (ОЭПФ), наведенных деформацией изгибом. Аномально высокую величину обратимой деформации ЭПФ εr=14,7 % после НТМО сплава Ti − 50,7%Ni обеспечивает смесь полигонизованной (наносубзеренной) субструктуры и нанокристаллической структуры аустенита, полученной в результате отжига при 430 С, 10 ч после НТМО с умеренной деформацией. Составлен алгоритм для выбора структурного состояния и схемы наведения, обеспечивающие требуемое сочетание ФС в готовом изделии.

Разработанные температурно-деформационные схемы наведения ЭПФ и ОЭПФ являются новыми, оригинальными и охватывают весь спектр и исходных и фазовых состояний и последовательность их переходов для обеспечения полноты картины исследования.

В растворе 0,16 ммоль/л HCl, H2O (до 1 л раствора) образцы АКНМ, подвергнутые ТМО, обладают наивысшей склонностью к образованию пассивирующих оксидных слоев, что должно благоприятно сказаться на использовании изделий из них в кислых средах организма человека, например, желудочно-кишечном тракте. ТМО приводит к увеличению склонности материала к питтинговой коррозии. 

ТМО в целом не оказывает негативного влияния на высокую коррозионную стойкость материала-основы АКНМ (никелида титана). Облегчается несколько улучшенная биосовместимость поверхности АКНМ, подвергнутой ТМО с последующими кислотным травлением и кипячением в дистиллированной воде, в результате чего данный вид обработки можно рекомендовать для конечных изделий медицинского назначения из АКНМ.

Разработана технология изготовления сверхупругих скобок для степлера, использование которого позволит осуществлять хирургические вмешательства аорто-коронарного шунтирования минимально-инвазивным доступом. Усовершенствована конструкция степлера, которая позволяет обеспечить безотказное сбрасывание скобок при проведении операции. Новые конструктивные решения являются оригинальными и не имеют аналогов.

Разработанная в рамках настоящего проекта клипирующее устройство (клипса) для создания гемостаза в кровеносных сосудах выполнено в двух типоразмерах для сосудов разного диаметра и разным кровяным давлением; имеет оригинальный дизайн, срабатывает без механического воздействия. Реализация ОЭПФ при охлаждении клипсы обеспечивает возможность ее атравматичного извлечения после выполнения своих функций. Клипса также может быть использована для проведения таких операций как холецистэктомия, аппендэктомия, резекция желудка, гемиколэктомия,  фундаппликация, сердечно-сосудистых и других операций.

Разработанная конструкция скобок с ЭПФ для сшивания рваных и резаных ран века позволит осуществлять операцию медицинскими работниками, не имеющими специального офтальмологического образования и навыков. Это позволит оказывать экстренную помощь пострадавшим без госпитализации. Разработка не имеет конкуренции на мировом рынке.

Разработан универсальный оригинальный экстрактор с манипулятором, позволяющий извлекать камни, инородные тела и конкременты из полых органов при эндоскопическом доступе, а также при необходимости освобождать захваченные объекты.

Проведены дополнительные патентные исследования и подана патентная заявка «Способ температурно-деформационного воздействия на сплавы титан‒никель с содержанием никеля 49 ‒ 51 ат.% с эффектом памяти формы».

В результате выполнения работ на 4 этапе получены следующие результаты:
Проведенная корректировка лабораторного технологического регламента получения АКНМ позволит производить устройствах медицинского и технического назначения с предельно высокими ФС.

Изготовление термочувствительных элементов термозапорных клапанов газовых коммуникаций по технологии, разработанной в рамках Проекта  позволит автоматически прекращать подачу газа к газопотребляющим приборам при возникновении пожара с целью обеспечения борьбы с огнем, снижения тяжести последствий пожара, предупреждения взрыва газа, снижения травматизма пожарных расчетов и персонала предприятия.

Изготовлены датчики повышения температуры газовой среды с ЭПФ по разработанной в рамках проекта технологии; выбраны режимы термообработки, обеспечивающие требуемые температуры восстановления формы: старение при 430 °С (10 ч), температура наведения ЭПФ 0 °С. При прецизионное регулирование температур срабатывания в заданных интервалах регулируется варьированием величины полной наводимой деформации. 

Разработанная эскизная конструкторская документация (ЭСКД) на устройства технического назначения на основе АКНМ позволяет изготавливать опытные образцы конструкций медицинского и технического назначения.

Разработанная программа и методики (ПМ) испытаний экспериментальных образцов устройств технического и медицинского назначения на основе АКНМ позволяет провести стендовые испытания на экспериментальных образцах устройств медицинского и технического назначения.

Разработанные и изготовленные установки для проведения стендовых испытаний экспериментальных образцов медицинских устройств на основе АКНМ являются новыми и оригинальными.

Разработанная эскизная конструкторская документация на специальные установки для проведения стендовых испытаний экспериментальных образцов медицинских устройств, которая позволила провести стендовые испытания экспериментальных образцов медицинских устройств на основе АКНМ.

Разработанные установки для проведения стендовых испытаний устройств, разработанных в рамках настоящего проекта полностью соответствуют выполнению поставленных задач, а именно позволяют использовать их для проведения стендовых испытаний экспериментальных устройств медицинского назначения; установки являются оригинальными и могут быть модифицированы для проведения испытаний различных устройств медицинского и технического назначения.

Проведены стендовые испытания экспериментальных образцов медицинских устройств на основе АКНМ подтвердили, что все образцы удовлетворяют техническим требованиям и могут быть рекомендованы для проведения кадаверных испытаний и испытаний на животных в эксперименте.

Результаты проведенных испытаний экспериментальных образцов устройств технического назначения позволяют заключить, что функциональные характеристики всех изделий полностью удовлетворяют техническим требованиям; сформулированы рекомендации по наведению ЭПФ в готовых изделиях.

Результаты исследования функциональных и механических свойства АКНМ при растяжении с использованием комплекса физического моделирования “Gleeble 3500 (3800)” позволяют заключить, что используя понижение температуры деформации c 370 до 330 оС с одновременным увеличением степени накопленной деформации с 4.6 до 9.5 реализуется максимальное значение полностью обратимой деформации Ɛ_(r,1)^max = 9.3% после деформации е=9.5 при 330оС, что превышает лучшие показатели для этой характеристики (8%), достигнутые  в сплавах Ti-Ni эквиатомного состава после ТМО по схеме холодная прокатка е=2 + отжиг 400оС, 1 ч, формирующей нанокристаллическую структуру.

Определен оптимальный режим деформации для получения высокого комплекса функциональных свойств, в соответствии с которым деформацию следует осуществлять при температур 330оС с накопленной истиной деформацией е=9.5. Проведена оптимизация режимов обработки АКНМ для получения ультрамелкозернистой структуры с целью достижения наилучшего комплекса свойств.

Рекомендован режим ТМО для соблюдения требования срабатывания в заданном температурном интервале (70 – 100 ºС) для проволоки диаметром 1.0 мм исследованного сплава (ПДО при 500 ºС).

В результате выполнения работ на 5 этапе получены следующие результаты:
1 Анализ полученных в процессе выполнения ПНИ результатов позволяют заключить, что поставленные цели выполнения проекта достигнуты, и задачи проекта выполнены в полном объеме, а именно разработаны методы получения адаптивных композиционных наноматериалов на основе обладающего свойствами памяти формы нитинола медицинского и общетехнического назначения. 

2 Представлен алгоритм выбора режимов ТМО, обеспечивающих получение нужного структурного состояния и соответственного требуемого уровня функциональных характеристик в зависимости от поставленной цели для достижения того или иного сочетания свойств в готовом изделии. 

3 Проведены дополнительные патентные исследования и подана патентная заявка «Способ деформационно-термической обработки для формирования функциональных характеристик медицинского клипирующего устройства из сплава Ti-Ni с памятью формы».

4 Разработано техническое задание на проведение опытно-технологической работы по разработке технологий создания конструкций медицинской техники на основе эффектов памяти формы и сверхупругости наноструктурного нитинола с нанофазным упрочнением.

5 Использование 1-часового последеформационного отжига  при температуре деформации после MS-деформации с истинной накопленной деформацией е = 4,6 – 9,5 приводит к частичному разупрочнению сплава, но не оказывает существенного влияния на размер структурных элементов,  позволяет сохранить высокий уровень функциональных свойств (обратимая деформация – 8,6 %) и облегчает процесс наведения деформации. 

6 Исследование параметров формовосстановления проволоки диметром 0,8 мм в сравнении с проволокой диаметром 1,0 мм показало возможность ее использования для изготовления ТЧЭ термозапорных газовых клапанов после ПДО при 500 оС.
Работы по пп. 6 – 9 Заключения выполнены за счет внебюджетных средств НИТУ «МИСиС» и средств индустриального партнера АО «АРМГАЗ НТ».

Работы на 5 этапе проекта выполнены в полном объеме в соответствии с Планом-графиком работ и Техническим заданием. 

В ходе выполнения работ по проекту в целом в 2014 - 2016 гг. получены следующие результаты:
Составлен аналитический обзор научных и информационных источников по теме проекта, который показал, что данные, позволяющие составить полную картину закономерностей влияния исходного фазового состояния на параметры ЭПФ и ОЭПФ, в опубликованной литературе отсутствуют, что подтверждает актуальность проведения работ по проекту. 
Выбраны и обоснованы направления исследований и способов решения поставленных задач, что позволило выявить закономерности эволюции структуры и фазовых превращений и определить режимы термомеханической обработки для реализации предельно высоких ФС АКНМ.
Проведены патентные исследования в соответствии с ГОСТ 15.011-96, которые подтверждают назревшую необходимость создания нового поколения современных атравматичных наноструктурных материалов для медицинских применений, механически, химически и биологически совместимых с живой тканью и ранее вживленными имплантатами. Проведены дополнительные патентные исследования и подана патентная заявка «Способ температурно-деформационного воздействия на сплавы титан-никель с содержанием никеля 4951 ат.% с эффектом памяти формы». Проведены дополнительные патентные исследования и подана патентная заявка «Способ деформационно-термической обработки для формирования функциональных характеристик медицинского клипирующего устройства из сплава Ti-Ni с памятью формы».
Разработаны композиции новых АКНМ, использование которых позволило реализовать недостижимый ранее уровень ФС. Изготовлены экспериментальные образцы новых АКНМ в виде обладающей эффектом памяти формы матрицы из твердого раствора на основе интерметаллида TiNi (никелид титана), дисперсионно упрочненной наноразмерными частицами интерметаллида Ti3Ni4.
Разработаны лабораторные методики фазово-структурного анализа и измерения функциональных свойств новых АКНМ; что позволило выявить закономерности эволюции структуры и фазовых превращений и разработать алгоритм достижения предельно высоких ФС АКНМ. Разработана программа и методики (ПМ) испытаний АКНМ, включающая методику статистической оценки морфологии наноразмерного наполнителя АКНМ по зонам зерна. Сформулированы задачи, которые надлежит выполнить для достижения поставленных целей. Разработанная ПМ испытаний экспериментальных образцов устройств технического и медицинского назначения на основе АКНМ позволяет провести стендовые испытания на экспериментальных образцах устройств медицинского и технического назначения.
Разработан лабораторный технологический регламент получения АКНМ для всего диапазона сортамента, использование которого позволило реализовать предельно высокие ФС АКНМ. На 4 этапе выполнения ПНИ проведена корректировка лабораторного технологического регламента получения АКНМ.
Проведен первичный фазовый и структурный анализ новых АКНМ методами просвечивающей электронной микроскопии и дифференциальной сканирующей калориметрии. Полученные результаты позволят проследить и проанализировать закономерности эволюции структуры и температур фазовых превращений в процессе последующих термических обработок, запланированных на следующих этапах выполнения работ в рамках настоящего проекта. проведено комплексное исследование зеренной структуры и дефектности АКНМ после различных обработок; проведено комплексное исследование морфологии наноразмерного наполнителя АКНМ после различных обработок; исследованы фазовые превращения в АКНМ после различных обработок.
В результате проведенных структурных исследований установлены закономерности формирования структуры АКНМ после горячей поперечно-винтовой прокатки и последующего старения, а также после НТМО с деформацией 0,6 и последеформационного отжига. Проведено комплексное исследование зеренной структуры и дефектности АКНМ после различных обработок; проведено комплексное исследование морфологии наноразмерного наполнителя АКНМ после различных обработок; исследованы фазовые превращения в АКНМ после различных обработок; исследованы функциональные свойства АКНМ после различных обработок. В результате проведенных структурных исследований установлены закономерности формирования структуры АКНМ после горячей поперечно-винтовой прокатки и последующего старения, а также после НТМО с деформацией 0,6 и последеформационного отжига. Установлено, что дефектность структуры наиболее высока после горячей поперечно-винтовой прокатки и последующего старения при 430 и 450 °C в течение 10 ч и уменьшается после рекристаллизационного отжига и старения при 430 °С, 1 ч дефектность структуры минимальна, но при увеличении времени старения отжига она снова растет. Проведенное исследование морфологии и статистический анализ наноразмерного наполнителя в АКНМ позволил выявить следующие закономерности: после горячей поперечно-винтовой прокатки и отжига при температуре 430 и 450 °С в течение 10 ч и после НТМО с накопленной деформацией 0,6 и отжига при 430 °С в течение 1, 3 и 10 ч размер частиц наноразмерного наполнителя и характер их распределения различается в границе зерна, приграничных зонах и в центре зерна. Их размер минимален в границе и субгранице и растет по мере приближения к центру зерна. При этом расстояние между ними увеличивается, а линейная частота их распределения уменьшается. Объемная доля частиц максимальна при максимальном времени выдержки 10 ч.
Исследования, проведенные методом ДСК, позволили выбрать оптимальную температуру старения для наиболее эффективного регулирования температурных интервалов мартенситных превращений. На основании полученных результатов выбраны температуры наведения для исследования функциональных свойств АКНМ и клипирующих устройств.
Исследован функциональный отклик разрабатываемых АКНМ на различные внешние воздействия, в том числе: 
Проведено исследование эволюции параметров ЭПФ и ОЭПФ при наведении эффектов в разных исходных фазовых состояниях, проведен анализ влияния параметров внешних воздействий при наведении ЭПФ и ОЭПФ на функциональные свойства АКНМ в разных исходных фазовых состояниях. В результате проведенных исследований установлено, что исходное фазовое состояние и структура сплава TiNi оказывают выраженное влияние на параметры одностороннего эффекта памяти формы (ЭПФ) и обратимого ЭПФ (ОЭПФ), наведенных деформацией изгибом. Аномально высокую величину обратимой деформации ЭПФ εr = 14,7 % после НТМО сплава Ti−50,7 %Ni обеспечивает смесь полигонизованной (наносубзеренной) субструктуры и нанокристаллической структуры аустенита, полученной в результате отжига при 430 С, 10 ч после НТМО с умеренной деформацией. Составлен алгоритм для выбора структурного состояния и схемы наведения, обеспечивающие требуемое сочетание ФС в готовом изделии.
Разработанные температурно-деформационные схемы наведения ЭПФ и ОЭПФ являются новыми, оригинальными и охватывают весь спектр и исходных и фазовых состояний и последовательность их переходов для обеспечения полноты картины исследования.
Установлено, что структурное состояние АКНМ оказывает выраженные влияние на их функциональный отклик при наведении эффектов памяти формы. Максимальная обратимая деформация в эквиатомном сплаве реализуется в материале со смешанной структурой, а в заэквиатомном –аномально высокая обратимая деформация – в материале с мелкозернистой рекристаллизованной структурой. Интенсивная пластическая деформация, которая позволяет получить нанокристаллическую структуру, приводит к разрушению материала при наведении ЭПФ. Укрупнение зерна до разряда субмикрокристаллической структуры не позволяет реализовать предельно высокого уровня значений основных функциональных характеристик вследствие подавления мартенситных превращений в сверхмелком зерне.Выбраны и обоснованы структурные состояния, обеспечивающие предельно высокий комплекс функциональных свойств АКНМ.
Установлено, что закономерности изменения параметров ЭПФ и ОЭПФ в сплаве Ti-50,7 %Ni после НТМО и ИПД различны:
в сплаве с рекристаллизованной структурой (отжиг после НТМО) возможно достижение аномально высокой обратимой деформации ЭПФ; в сплаве с субмикрокристаллической структурой (отжиг после ИПД) максимальная обратимая деформация ЭПФ не превышает кристаллографического ресурса деформации решетки при обычном мартенситном превращении, а остальная часть обратимой деформации проявляется в виде сверхупругости;
в сплаве с рекристаллизованной структурой (отжиг после НТМО) при наводимой деформации 18% упругая отдача при разгрузке очень мала (1,4%); в сплаве с субмикрокристаллической структурой (отжиг после ИПД) при наводимой деформации 15% она составляет 4,5%; 
в случае исходной ИПД наблюдается заметная инерционность восстановления формы при нагреве.
Составлен алгоритм выбора условий получения разного комплекса функциональных свойств, которым можно руководствоваться при решении различного рода прикладных задач. Установлено, что наибольшую величину обратимой деформации ЭПФ в сплаве Ti50,0 ат. %Ni (r = 10,4 %) обеспечивает смешанная структура (полигонизованная и рекристаллизованная), полученная в результате отжига при температуре 450 С, 30 мин после НТМО с ε = 56%. Наибольшую величины полной обратимой деформации в сплаве Ti50,7 ат. %Ni (17,9 %) обеспечивает полигонизованная структура. Наибольшую величину обратимой деформации ОЭПФ TW = 4,5 % в сплаве Ti-50,0 ат. %Ni обеспечивает рекристаллизованная структура аустенита (отжиг при 500 С, 30 мин).
Полученные результаты будут применены на последующих этапах выполнения проекта при разработке устройств медицинского и технического назначения.
Обоснован выбор схемы наведения эффектов, обеспечивающих предельно достижимый комплекс функциональных свойств АКНМ разных составов и после разных режимов и способов термомеханической обработки.
В результате коррозионно-электрохимических испытаний АКНМ в модельных растворах выявлено следующее:
в растворе 0,16 ммоль/л HCl, H2O (до 1 л раствора) образцы АКНМ, подвергнутые ТМО, обладают наивысшей склонностью к образованию пассивирующих оксидных слоев, что должно благоприятно сказаться на использовании изделий из них в кислых средах организма человека, например, желудочно-кишечном тракте. ТМО приводит к увеличению склонности материала к питтинговой коррозии; 
ТМО в целом не оказывает негативного влияния на высокую коррозионную стойкость материала-основы АКНМ (никелида титана). Облегчается несколько улучшенная биосовместимость поверхности АКНМ, подвергнутой ТМО с последующими кислотным травлением и кипячением в дистиллированной воде, в результате чего данный вид обработки можно рекомендовать для конечных изделий медицинского назначения из АКНМ.
Разработана технология изготовления сверхупругих скобок для степлера, использование которого позволит осуществлять хирургические вмешательства аорто-коронарного шунтирования минимально-инвазивным доступом. Усовершенствована конструкция степлера, которая позволяет обеспечить безотказное сбрасывание скобок при проведении операции. Новые конструктивные решения являются оригинальными и не имеют аналогов.
Разработанное в рамках настоящего проекта клипирующее устройство (клипса) для создания гемостаза в кровеносных сосудах выполнено в двух типоразмерах для сосудов разного диаметра и разным кровяным давлением; имеет оригинальный дизайн, срабатывает без механического воздействия. Реализация ОЭПФ при охлаждении клипсы обеспечивает возможность ее атравматичного извлечения после выполнения своих функций. Клипса также может быть использована для проведения таких операций как холецистэктомия, аппендэктомия, резекция желудка, гемиколэктомия, фундаппликация, сердечно-сосудистых и других операций.
Разработанная конструкция скобок с ЭПФ для сшивания рваных и резаных ран века позволит осуществлять операцию медицинскими работниками, не имеющими специального офтальмологического образования и навыков. Это позволит оказывать экстренную помощь пострадавшим без госпитализации. Разработка не имеет конкуренции на мировом рынке.
Разработан универсальный оригинальный экстрактор с манипулятором, позволяющий извлекать камни, инородные тела и конкременты из полых органов при эндоскопическом доступе, а также при необходимости освобождать захваченные объекты.
Изготовлены термочувствительные элементы термозапорных клапанов газовых коммуникаций по технологии, разработанной в рамках Проекта, использование которых позволит автоматически прекращать подачу газа к газопотребляющим приборам при возникновении пожара с целью обеспечения борьбы с огнем, снижения тяжести последствий пожара, предупреждения взрыва газа, снижения травматизма пожарных расчетов и персонала предприятия.
Изготовлены датчики повышения температуры газовой среды с ЭПФ по разработанной в рамках проекта технологии; выбраны режимы термообработки, обеспечивающие требуемые температуры восстановления формы: старение при 430 °С (10 ч), температура наведения ЭПФ 0 °С. При прецизионное регулирование температур срабатывания в заданных интервалах регулируется варьированием величины полной наводимой деформации.
Разработана эскизная конструкторская документация (ЭСКД) на устройства технического назначения на основе АКНМ, и на специальные установки для проведения стендовых испытаний экспериментальных образцов медицинских устройств.
Разработанные и изготовленные установки для проведения стендовых испытаний экспериментальных образцов медицинских устройств на основе АКНМ являются новыми и оригинальными. Установки полностью соответствуют выполнению поставленных задач, а именно позволяют использовать их для проведения стендовых испытаний экспериментальных устройств медицинского назначения. Установки являются оригинальными и могут быть модифицированы для проведения испытаний различных устройств медицинского и технического назначения.
Проведенные стендовые испытания экспериментальных образцов медицинских устройств на основе АКНМ подтвердили, что все образцы удовлетворяют техническим требованиям и могут быть рекомендованы для проведения кадаверных испытаний и испытаний на животных в эксперименте.
Результаты проведенных испытаний экспериментальных образцов устройств технического назначения позволяют заключить, что функциональные характеристики всех изделий полностью удовлетворяют техническим требованиям; сформулированы рекомендации по наведению ЭПФ в готовых изделиях.
Представлен алгоритм выбора режимов ТМО, обеспечивающих получение нужного структурного состояния и соответственного требуемого уровня функциональных характеристик в зависимости от поставленной цели для достижения того или иного сочетания свойств в готовом изделии.
Представлен алгоритм выбора режимов ТМО, обеспечивающих получение нужного структурного состояния и соответственного требуемого уровня функциональных характеристик в зависимости от поставленной цели для достижения того или иного сочетания свойств в готовом изделии.
Разработано техническое задание на проведение опытно-технологической работы по разработке технологий создания конструкций медицинской техники на основе эффектов памяти формы и сверхупругости наноструктурного нитинола с нанофазным упрочнением.
Исследование параметров формовосстановления проволоки диметром 0,8 мм в сравнении с проволокой диаметром 1,0 мм показало возможность ее использования для изготовления ТЧЭ термозапорных газовых клапанов после ПДО при 500 оС.
За счет внебюджетных средств НИТУ «МИСиС» и средств индустриального партнера АО «Армгаз-НТ» выполнены следующие работы:
Проведена термомеханическая обработка АКНМ по схеме многоосевой изотермической деформации по схеме “Max-Strain” для дополнительного упрочнения матрицы и оптимизации дисперсионного упрочнения за счет деформационного старения с использованием комплекса физического моделирования “Gleeble 3500 (3800)” и контрольные обработки; 
результаты исследования функциональных и механических свойства АКНМ при растяжении с использованием комплекса физического моделирования “Gleeble 3500 (3800)” позволяют заключить, что используя понижение температуры деформации c 370 до 330 оС с одновременным увеличением степени накопленной деформации с 4,6 до 9,5 реализуется максимальное значение полностью обратимой деформации Ɛ_(r,1)^max = 9,3 % после деформации е = 9,5 при 330 оС, что превышает лучшие показатели для этой характеристики (8 %), достигнутые в сплавах Ti-Ni эквиатомного состава после ТМО по схеме холодная прокатка е = 2 + отжиг 400 оС, 1 ч, формирующей нанокристаллическую структуру;
определен оптимальный режим деформации для получения высокого комплекса функциональных свойств, в соответствии с которым деформацию следует осуществлять при температур 330 оС с накопленной истиной деформацией е = 9,5. Проведена оптимизация режимов обработки АКНМ для получения ультрамелкозернистой структуры с целью достижения наилучшего комплекса свойств;
оптимизированы режимы обработки для получения ультрамелкозернистой структуры АКНМ. В результате последеформационных отжигов в температурной области, соответствующей сохранению нано- и субмикрометрического размера зерна и выделению нано-дисперсной фазы Ti3Ni4, в сплаве Ti-Ni формируется естественный наноструктурный композиционный материал. Использование специальной термомеханической обработки, регулирующей остаточную степень деформационного наклепа, позволит регулировать и основные функциональные свойства: температурный интервал восстановления формы и величину обратимой деформации. Использование 1-часового последеформационного отжига при температуре деформации после MS деформации с истинной накопленной деформацией е = 4,6… 9,5 приводит к частичному разупрочнению сплава, но не оказывает существенного влияния на размер структурных элементов,  позволяет сохранить высокий уровень функциональных свойств (обратимая деформация 8.6%) и облегчает процесс наведения деформации.

На каждом этапе выполнения ПНИ была проведена термомеханическая обработка проволоки из АКНМ для получения функциональных свойств рабочих элементов термозапорных газовых клапанов. Осуществлено материально-техническое обеспечение работ, связанных с проведением исследований с использованием комплекса физического моделирования “Gleeble 3500 (3800)”.



Категории