Титан в даний час є основним матеріалом для виготовлення штучних суглобів та інших імплантатів тому, що він міцний, твердий, має високу зносостійкість і є біологічно сумісним матеріалом.
Однак, вчені-фізики з університету Райс (Rice University) продемонстрували, що невелика добавка золота до титану може кардинально змінити характеристики цього металу в кращу сторону.
“Цей новий сплав володіє міцністю, в 3-4 рази перевищує міцність кращих сортів сталі” – розповідає Емілія Моросан (Emilia Morosan), описуючи властивості сплаву титану і золота в співвідношенні 3-к-1, – “І він в чотири рази більше твердий , ніж чистий титан, який широко використовується зараз в медицині для виготовлення імплантатів і штучних суглобів “.
Незвичайні властивості нового сплаву диктуються будовою його атомної решітки, в якій атоми щільно упаковані в складі кубічних комірок, які, як уже давно відомо, визначають твердість матеріалу. І, як це дуже часто буває в науці, новий сплав був отриманий завдяки щасливому випадку, точніше по цій випадковості Емілія Моросан і її колегам першими вдалося зареєструвати властивості цього дивного матеріалу. А спочатку дослідники експериментували зі сплавом золота і титану в співвідношенні 1-к-1, який є відомим магнітним матеріалом, що складається з немагнітних компонентів.
“Коли ми спробували розмолоти в порошок один із зразків, ми не змогли зробити цього” – розповідає Емілія Моросан, – “Ми спеціально для цього придбали алмазний інструмент, але і він не зміг нам нічим допомогти”.
Після цього вчені провели вимірювання міцності і твердості наявних у них зразків. Отримавши не досить звичайні показники, вони провели подібні експерименти з іншими сплавами титану і золота, що мали різне процентний вміст компонентів.
Відкриттю нового сплаву сприяло те, що при відносно високій температурі сплав titanium-3-gold має прозору бета-форму, кристалічну структуру, в чотири рази більше тверду ніж титан. Але при зниженні температури кристалічна форма перетворюється в альфа-форму, яка має твердість, вже порівнянної з твердістю титану. Однак, при деяких умовах охолодження, більшість осередків кристалічної решітки залишається в бета-формі, що й обумовлює зазначені вище характеристики нового сплаву.
Механічні характеристики нового виду сплаву титану і золота були перевірені і підтверджені фахівцями з Техаського університету, університету Флориди і інших лабораторій. А вчені з Онкологічного центру Андерсона в Х’юстоні, провівши ряд тестів, визначили, що новий сплав має рівень біологічної сумісності, більший, ніж рівень золота і титану окремо.
Взято з http://dailytechinfo.org
