RU2798496C1 - Method for producing porous alloy based on titanium nickelide - Google Patents

Method for producing porous alloy based on titanium nickelide Download PDF

Info

Publication number
RU2798496C1
RU2798496C1 RU2022127387A RU2022127387A RU2798496C1 RU 2798496 C1 RU2798496 C1 RU 2798496C1 RU 2022127387 A RU2022127387 A RU 2022127387A RU 2022127387 A RU2022127387 A RU 2022127387A RU 2798496 C1 RU2798496 C1 RU 2798496C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
etching
titanium
immersion
porous
washing
Prior art date
Application number
RU2022127387A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Геннадьевич Аникеев
Надежда Викторовна Артюхова
Мария Ивановна Кафтаранова
Валентина Николаевна Ходоренко
Ойбек Мамазакиров
Анастасия Валерьевна Шабалина
Михаил Николаевич Волочаев
Владимир Васильевич Промахов
София Пахолкина
Виктор Эдуардович Гюнтер
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет"
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет"
Application granted granted Critical
Publication of RU2798496C1 publication Critical patent/RU2798496C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: production of porous metallic materials based on titanium nickelide, used in medical implantology. A method for producing a porous alloy based on titanium nickelide includes forming a charge from a mixture of titanium and nickel powders with a porosity of 45% to 50%, preheating to a temperature of 450-500° C, initiation of the SHS reaction, cooling and chemical etching in a solution of nitric and hydrofluoric acids, followed by washing. Etching is carried out by a single immersion for 1-2 s in an ultrasonic bath with an acid solution, and washing is carried out by immersion in water in an ultrasonic bath for 15-20 min at a power density of 180-220 W/dm3.
EFFECT: accelerated tissue germination and increased durability of functioning as an implant.
1 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к металлургии, а именно к получению пористых металлических материалов на основе никелида титана, и может использоваться в медицинской имплантологии.The invention relates to metallurgy, namely to the production of porous metallic materials based on titanium nickelide, and can be used in medical implantology.

Пористые сплавы на основе никелида титана получают все большее распространение в медицине благодаря их высокой биосовместимости, обусловленной химической инертностью, развитой поверхностью и сходством с живыми тканями по механическим свойствам, В качестве имплантатов пористые сплавы на основе никелида титана способны замещать фрагменты костей, хрящей и других каркасных образований (Медицинские материалы и имплантаты с памятью формы / Гюнтер В.Э., Дамбаев Г.Ц., Сысолятин П.Г. и др. Томск, изд-во Том. ун-та, 1998. 486 с.). Кроме того, в последнее время пористые имплантаты успешно используются как клеточные инкубаторы для культивирования стволовых клеток, имеющих тенденцию дифференцироваться в любые клеточные типы тканей взрослого организма и иметь их характерные и функциональные характеристики (James Е. Dennis, Pierre Charbord. Origin and differentiation of human and murine stroma. // Stem Cells. 2003. Vol. 19; №3. P. 220-229).Porous alloys based on titanium nickelide are becoming more widespread in medicine due to their high biocompatibility due to chemical inertness, developed surface and similarity with living tissues in terms of mechanical properties. As implants, porous alloys based on titanium nickelide are able to replace fragments of bones, cartilage and other skeleton formations (Medical materials and implants with shape memory / Günter V.E., Dambaev G.Ts., Sysolyatin P.G. et al. Tomsk, publishing house of Tomsk University, 1998. 486 p.). In addition, recently porous implants have been successfully used as cell incubators for cultivating stem cells that tend to differentiate into any cell types of tissues of an adult organism and have their characteristic and functional characteristics (James E. Dennis, Pierre Charbord. Origin and differentiation of human and murine stroma // Stem Cells 2003 Vol 19 No 3 P 220-229).

Пути дальнейшего совершенствования пористых сплавов в том и другом аспектах применения связаны с оптимизацией их структурных характеристик в направлении повышения эффективности культивации клеточного материала и обеспечения долговечности функционирования имплантата в организме ввиду общей тенденции увеличения продолжительности жизни при любых формах применения имплантатов. Настоящее изобретение имеет целью улучшение структурных свойств пористого сплава на основе никелида титана, имеющих значение для его инкубационных и биомеханических качеств.Ways of further improvement of porous alloys in both aspects of application are associated with the optimization of their structural characteristics in the direction of increasing the efficiency of cell material cultivation and ensuring the durability of the implant in the body due to the general trend of increasing life expectancy in any form of implant application. The present invention aims to improve the structural properties of the porous titanium nickelide alloy, which are important for its incubation and biomechanical properties.

Известен способ получения пористого сплава на основе никелида титана методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС) (Сплавы с памятью формы в медицине, В.Э. Гюнтер, В.В. Котенко и др. Изд. Томского госуниверситета, г. Томск, 1986, с. 50). Способ включает следующие основные этапы: формовку шихты из смеси порошков титана, никеля и легирующих элементов в цилиндрической оправке, предварительный подогрев, инициацию реакции СВС и охлаждение. Недостатком данного способа является неполное соответствие структурных характеристик получаемого сплава требованиям высоких темпов прорастания тканями и механической долговечности. Среди известных источников информации нет полных сведений о критериях указанного соответствия, а также путях его достижения. Поскольку пористый сплав характеризуется индивидуальным статистическим распределением пор и перегородок по размерам, шероховатости и субмикронной структуре, существует потребность сформулировать оптимальные параметры распределения и способ приближения к ним. Развитость поверхности на микроскопическом уровне достаточно адекватно отражается характеристикой удельной поверхности пористого материала,A known method for producing a porous alloy based on titanium nickelide by the method of self-propagating high-temperature synthesis (SHS) (Shape memory alloys in medicine, V.E. Gunter, V.V. Kotenko and others. Publishing house of Tomsk State University, Tomsk, 1986, p. . 50). The method includes the following main stages: charge molding from a mixture of titanium, nickel and alloying elements powders in a cylindrical mandrel, preheating, SHS reaction initiation and cooling. The disadvantage of this method is the incomplete correspondence of the structural characteristics of the resulting alloy to the requirements of high rates of tissue growth and mechanical durability. Among the known sources of information, there is no complete information about the criteria for this compliance, as well as ways to achieve it. Since a porous alloy is characterized by an individual statistical distribution of pores and partitions in terms of size, roughness, and submicron structure, there is a need to formulate the optimal distribution parameters and a method for approaching them. The development of the surface at the microscopic level is quite adequately reflected by the characteristic of the specific surface of the porous material,

В результате систематических исследований, направленных на улучшение структурных характеристик пористых сплавов, получаемых методом СВС, был предложен способ получения пористого сплава на основе никелида титана по патенту РФ №2566234. Он включает формовку шихты из смеси порошков титана и никеля в цилиндрической оправке, предварительный подогрев, инициацию реакции СВС и охлаждение. Полученный пористый сплав подвергают нескольким циклам химического травления, включающим погружение на 2-3 с в раствор азотной и плавиковой кислот с последующей промывкой под струей воды, вплоть до появления металлического блеска, после чего образец погружают в воду на 10-12 часов. При осуществлении известного способа шихту уплотняют до пористости от 45% до 50%, а температуру предварительного подогрева выбирают в пределах 400-450°С. При этих условиях получаются оптимальные для прорастания клеток средние размеры пор и перегородок с относительно малым разбросом, увеличивается удельная поверхность пор за счет вытравливания частиц Ti2Ni и Ti4M2(O,N,C). Однородность структуры и отсутствие посторонних включений снижают вероятность появления локальных напряжений, снижающих усталостную прочность и долговечность функционирования материла в организме.As a result of systematic studies aimed at improving the structural characteristics of porous alloys obtained by the SHS method, a method was proposed for obtaining a porous alloy based on titanium nickelide according to RF patent No. 2566234. It includes forming a charge from a mixture of titanium and nickel powders in a cylindrical mandrel, preheating, initiation of the SHS reaction, and cooling. The resulting porous alloy is subjected to several cycles of chemical etching, including immersion for 2–3 s in a solution of nitric and hydrofluoric acids, followed by washing under running water until a metallic sheen appears, after which the sample is immersed in water for 10–12 hours. When implementing the known method, the charge is compacted to a porosity of 45% to 50%, and the preheating temperature is chosen in the range of 400-450°C. Under these conditions, the average sizes of pores and partitions, which are optimal for cell germination, are obtained with a relatively small spread, and the specific surface of the pores increases due to the etching of Ti 2 Ni and Ti 4 M 2 (O,N,C) particles. The homogeneity of the structure and the absence of foreign inclusions reduce the likelihood of local stresses that reduce the fatigue strength and durability of the material in the body.

Известный способ имеет некоторые недостатки. К ним относятся: слабая управляемость процессом завершения травления, основанная на субъективном наблюдении, в результате чего не полностью реализуются потенциальные возможности способа. Алгоритм действий, основанный на субъективном наблюдении, неоднозначен и не гарантирует повторяемости результатов. При недостаточной выдержке материала в кислотном растворе не полностью растворенные включения Ti2Ni и Ti4Ni2(O,N,C) снижают свободный объем пор, а также создают точки повышенных локальных напряжений, что сказывается на долговечности функционирования. Передержка материала в кислотном растворителе приводит к исчезновению наиболее мелких деталей структуры, сглаживанию более крупных деталей и в итоге снижает удельную поверхность материала и связанную с ней скорость прорастания тканей.The known method has some disadvantages. These include: weak controllability of the etching completion process, based on subjective observation, as a result of which the potential of the method is not fully realized. The algorithm of actions based on subjective observation is ambiguous and does not guarantee repeatability of results. In case of insufficient holding of the material in an acid solution, incompletely dissolved Ti 2 Ni and Ti 4 Ni 2 (O,N,C) inclusions reduce the free pore volume, and also create points of increased local stresses, which affects the service life. Overexposure of the material in an acidic solvent leads to the disappearance of the smallest details of the structure, smoothing of larger details and, as a result, reduces the specific surface of the material and the associated rate of tissue germination.

Задача изобретения - повышение степени управляемости процессом травления, выражаемая в однозначном алгоритме удаления нежелательных включений.The objective of the invention is to increase the degree of controllability of the etching process, expressed in an unambiguous algorithm for removing unwanted inclusions.

Технический результат изобретения - ускорение прорастания тканей и повышение долговечности функционирования в качестве имплантата.The technical result of the invention is to accelerate the germination of tissues and increase the durability of functioning as an implant.

Технический результат достигается тем, что при осуществлении способа получения пористого сплава на основе никелида титана, включающего формовку шихты из смеси порошков титана и никеля с пористостью от 45% до 50%, предварительный подогрев до температуры 450-500°С, инициацию реакции СВС, охлаждение и химическое травление в растворе азотной и плавиковой кислот с последующей промывкой, отличие состоит в том, что травление проводят однократным погружением на 1-2 с в ультразвуковую ванну с раствором кислот при плотности мощности 180-220 Вт/дм3, а промывку проводят погружением в воду в ультразвуковую ванну на 15-20 мин при плотности мощности 180-220 Вт/дм3.The technical result is achieved by the fact that when implementing a method for producing a porous alloy based on titanium nickelide, including forming a charge from a mixture of titanium and nickel powders with a porosity of 45% to 50%, preheating to a temperature of 450-500°C, initiation of the SHS reaction, cooling and chemical etching in a solution of nitric and hydrofluoric acids, followed by washing, the difference is that the etching is carried out by a single immersion for 1-2 s in an ultrasonic bath with an acid solution at a power density of 180-220 W/ dm3 , and washing is carried out by immersion in water in an ultrasonic bath for 15-20 min at a power density of 180-220 W/dm 3 .

Связь отличительных признаков с достижением технического результата определяется следующим.The relationship of distinctive features with the achievement of the technical result is determined as follows.

Травление в ультразвуковой ванне обеспечивает интенсивную гидромеханическую активацию процесса взаимодействия раствора кислот с поверхностью. Колебания жидкости на границе твердой фазы обеспечивают быстрое удаление продуктов травления и поступление свежих порций раствора. В отличие от режима стационарного погружения, когда возможно образование застойных зон, процесс происходит во всей глубине пористого материала.Etching in an ultrasonic bath provides intensive hydromechanical activation of the process of interaction of an acid solution with a surface. Fluctuations of the liquid at the boundary of the solid phase ensure the rapid removal of etching products and the supply of fresh portions of the solution. In contrast to the regime of stationary immersion, when the formation of stagnant zones is possible, the process occurs in the entire depth of the porous material.

Время погружения не менее 1 с, с одной стороны, определено как достаточное, чтобы процесс травления прошел во всей глубине пористого сплава и охватил все включения Ti2Ni и Ti4Ni2(O,N,C) на поверхности пор. Время погружения не более 2 с, с другой стороны, определено как максимальное, при котором в процесс правления не включается более стойкая основная фаза TiNi. При выборе времени погружения в указанном интервале 1-2 с без визуального контроля гарантируется разрушение менее стойких частиц Ti2Ni и Ti4M2(O,N,C) при сохранении тонкой структуры пор основной фазы TiNi.Immersion time of at least 1 s, on the one hand, is defined as sufficient for the etching process to take place in the entire depth of the porous alloy and cover all Ti 2 Ni and Ti 4 Ni 2 (O,N,C) inclusions on the pore surface. An immersion time of no more than 2 s, on the other hand, is defined as the maximum at which the more stable main phase TiNi is not included in the boarding process. When choosing the immersion time in the specified interval of 1-2 s without visual control, the destruction of less resistant Ti 2 Ni and Ti 4 M 2 (O,N,C) particles is guaranteed while maintaining the fine pore structure of the main TiNi phase.

Сочетание плотности мощности ультразвука в ванне 180-220 Вт/дм3 и времени погружения 1-2 с отработано экспериментально. Диапазон изменения мощности связан с техническими допусками генератора ультразвука. Экспериментально были также обработаны такие вариации, как уменьшение времени при увеличении мощности и увеличение времени при уменьшении мощности. С уменьшением времени погружения возрастает неопределенность, связанная со смачиванием пористого сплава на всю глубину, и со временем реакции оператора. С увеличением времени погружения даже при снижении мощности в процесс травления вовлекается основная фаза TiNi, что приводит к заглаживанию наиболее мелких элементов пористой структуры сплава, наиболее ценных с точки зрения прорастания тканей. Заявленный способ получения пористого сплава на основе никелида титана был реализован в Региональном центре коллективного пользования Томского государственного университета (ТРЦКП).The combination of ultrasonic power density in the bath 180-220 W/dm 3 and immersion time 1-2 s worked out experimentally. The range of power variation is related to the technical tolerances of the ultrasound generator. Variations such as a decrease in time with increasing power and an increase in time with decreasing power were also experimentally processed. As the immersion time decreases, the uncertainty associated with the wetting of the porous alloy to the full depth increases, and with the response time of the operator. With an increase in the immersion time, even with a decrease in power, the main TiNi phase is involved in the etching process, which leads to smoothing out the smallest elements of the porous structure of the alloy, which are most valuable from the point of view of tissue growth. The claimed method for producing a porous alloy based on titanium nickelide was implemented at the Regional Center for Collective Use of Tomsk State University (TRSKP).

Достигаемое при ультразвуковой обработке радикальное удаление частиц хрупких включений Ti2Ni и Ti4Ni2(O,N,C), нарушающих механическую однородность пористого сплава и служащих центрами локальных напряжений, ведущих к снижению усталостной прочности, обеспечивает повышение долговечности функционирования сплава в качестве имплантата.The radical removal of particles of brittle inclusions Ti 2 Ni and Ti 4 Ni 2 (O,N,C) achieved during ultrasonic treatment, which violate the mechanical uniformity of the porous alloy and serve as centers of local stresses, leading to a decrease in fatigue strength, provides an increase in the durability of the alloy as an implant .

Промывка полученного пористого сплава в ультразвуковой ванне в течение 15-20 мин не только является удобным приемом, сокращающим общее время получения готового сплава, но и гарантирует удаление реакционно активных продуктов травлении. Как и в процессе правления, гидромеханическая активации ультразвуком обеспечивает быстрое и всестороннее взаимодействие жидкости с поверхностью, отведение растворенных продуктов и поступление свежей воды.Washing the resulting porous alloy in an ultrasonic bath for 15–20 min is not only a convenient technique that reduces the total time for obtaining the finished alloy, but also guarantees the removal of reactive etching products. As in the process of boarding, hydromechanical activation by ultrasound provides a quick and comprehensive interaction of the liquid with the surface, the removal of dissolved products and the entry of fresh water.

Способ получения пористого сплава на основе никелида титана включает формовку шихты из смеси порошков титана и никеля с пористостью от 45% до 50%, предварительный подогрев до температуры 450-500°С, инициацию реакции СВС, охлаждение и химическое травление в растворе азотной и плавиковой кислот с последующей промывкой. Отличие состоит в том, что травление проводят однократным погружением на 1-2 с в ультразвуковую ванну с раствором кислот при плотности мощности 180-220 Вт/дм3, а промывку проводят погружением в воду в ультразвуковую ванну на 15-20 мин. Предлагаемые отличия обеспечивают радикальное удаление включений, ухудшающих микроструктуру и прочность пористого сплава. Отрицательный эффект от наличия включений Ti2Ni и Ti4Ni2(O,N,C) связан с тем, что они заполняют микропоры, препятствуя прорастанию тканей. Кроме того, отличаясь по механическим свойствам от никелид-титановой матрицы, они создают очаги локальных напряжений, ведущих к деградации механической прочности сплава при функционировании в организме в качестве имплантата.A method for producing a porous alloy based on titanium nickelide includes forming a charge from a mixture of titanium and nickel powders with a porosity of 45% to 50%, preheating to a temperature of 450-500°C, initiating the SHS reaction, cooling and chemical etching in a solution of nitric and hydrofluoric acids followed by washing. The difference is that etching is carried out by a single immersion for 1-2 s in an ultrasonic bath with an acid solution at a power density of 180-220 W/ dm3 , and washing is carried out by immersion in water in an ultrasonic bath for 15-20 minutes. The proposed differences provide a radical removal of inclusions that worsen the microstructure and strength of the porous alloy. The negative effect of the presence of Ti 2 Ni and Ti 4 Ni 2 (O,N,C) inclusions is due to the fact that they fill micropores, preventing tissue germination. In addition, differing in mechanical properties from the nickel-titanium matrix, they create foci of local stresses leading to degradation of the mechanical strength of the alloy when functioning in the body as an implant.

Эффект ультразвуковой обработки связан с тем, что вышеуказанные включения обладают повышенной хрупкостью и поэтому при ультразвуковой обработке на межфазной границе с основным эластичным соединением TiNi возникают несплошности (трещины). Проникая в них, кислотный раствор под действием УЗ волн интенсифицирует вытравливание частиц фаз Ti2Ni и Ti4Ni2(O,N,C) и удаление продуктов разрушения в магистральные поры, препятствуя их оседанию в поровом пространстве материала. Благодаря интенсификации растворения примесей обеспечивается существенное сокращение времени химического воздействия на основное соединение TiNi и предотвращается его избыточное стравливание, разрушающее микропоры. Кроме повышения удельной поверхности материала за счет вскрытия и сохранения микропористой поверхности стенок пор, достигается увеличение деформационно-прочностных характеристик сплава за счет удаления нежелательных хрупких фаз Ti2Ni и Ti4Ni2(O,N,C), служащих центрами концентрации напряжений, воздействующих на основное соединение TiNi.The effect of ultrasonic treatment is due to the fact that the above inclusions have increased brittleness and therefore, during ultrasonic treatment, discontinuities (cracks) appear at the interface with the main elastic TiNi compound. Penetrating into them, the acid solution under the action of ultrasonic waves intensifies the etching of particles of the Ti 2 Ni and Ti 4 Ni 2 (O,N,C) phases and the removal of destruction products into the main pores, preventing them from settling in the pore space of the material. Due to the intensification of the dissolution of impurities, a significant reduction in the time of chemical action on the main TiNi compound is ensured and its excessive etching, which destroys micropores, is prevented. In addition to increasing the specific surface of the material due to opening and maintaining the microporous surface of the pore walls, an increase in the deformation-strength characteristics of the alloy is achieved due to the removal of undesirable brittle phases Ti 2 Ni and Ti 4 Ni 2 (O,N,C), which serve as centers of concentration of stresses affecting to the main TiNi compound.

Таким образом, благодаря наиболее щадящему воздействию на основное соединение TiNi и удалению хрупких частиц фаз Ti2Ni и Ti4Ni2(O,N,C), ускоряется прорастание тканей за счет увеличения удельной поверхности стенок пор и повышается долговечность функционирования пористого имплантата.Thus, due to the most sparing effect on the main TiNi compound and the removal of brittle particles of the Ti 2 Ni and Ti 4 Ni 2 (O,N,C) phases, tissue germination is accelerated due to an increase in the specific surface of the pore walls and the durability of the porous implant increases.

Промывка полученного пористого сплава в ультразвуковой ванне в течение 15-20 мин создает дополнительное удобство при осуществлении заявляемого способа. Вместе с экономией времени ультразвуковая промывка обеспечивает радикальное удаление компонентов кислотного раствора и продуктов травления из всего объема пористого сплава.Washing the resulting porous alloy in an ultrasonic bath for 15-20 minutes creates additional convenience in the implementation of the proposed method. Along with time savings, ultrasonic washing provides a radical removal of the components of the acid solution and etching products from the entire volume of the porous alloy.

Сущность изобретения поясняется фигурами 1-6.The essence of the invention is illustrated by figures 1-6.

На фиг. 1 показана исходная структура пористого сплава до травления. На поверхности и в глубине массово присутствуют включения фаз Ti2Ni и Ti4Ni2(O,N,C), заполняющих поры.In FIG. 1 shows the original structure of the porous alloy before etching. On the surface and in the depths, inclusions of the Ti 2 Ni and Ti 4 Ni 2 (O,N,C) phases are massively present, filling the pores.

На фиг. 2-4 представлены этапы травления пористого сплава последовательными погружениями в раствор кислот по способу-прототипу. На фиг. 2 после первого погружения наблюдается недостаточная степень травления. Поры начинают появляться, но их количество нуждается в увеличении последующей обработкой. Пористость практически не меняется относительно исходного материала (от 65% до 70%). На фиг. 3 после второго погружения наблюдается оптимальная степень травления. Сформирована микропористая поверхность стенок межпоровых перемычек. Пористость материала составляет от 70% до 80%, что соизмеримо с пористостью биологических костных тканей. На фиг. 4 после третьего погружения наблюдается избыточная степень травления, характеризуемая деградацией металлического каркаса и утончением межпоровых перемычек. Пористость материала достигает от 80% до 90%.In FIG. 2-4 shows the stages of etching a porous alloy by successive immersions in an acid solution according to the prototype method. In FIG. 2 after the first immersion there is an insufficient degree of etching. Pores begin to appear, but their number needs to be increased by subsequent processing. Porosity practically does not change relative to the original material (from 65% to 70%). In FIG. 3 after the second immersion, the optimal degree of etching is observed. A microporous surface of the walls of interpore bridges has been formed. The porosity of the material is from 70% to 80%, which is commensurate with the porosity of biological bone tissues. In FIG. 4 after the third immersion, an excessive degree of etching is observed, characterized by degradation of the metal frame and thinning of interpore bridges. The porosity of the material reaches from 80% to 90%.

На фиг. 5-6 показана структура пористого сплава при обработке по заявляемому способу погружением в ультразвуковую ванну с раствором кислот на 1 с (фиг. 5) и на 2 с (фиг. 6).In FIG. 5-6 shows the structure of the porous alloy when processed according to the claimed method by immersion in an ultrasonic bath with an acid solution for 1 s (Fig. 5) and 2 s (Fig. 6).

Как в том, так и в другом случае наблюдается оптимальная степень травления. Сформирована однородная микропористая структура с сохранением металлического каркаса TiNi.In both cases, an optimal degree of etching is observed. A homogeneous microporous structure is formed with the preservation of the TiNi metal framework.

Таким образом, заявляемый способ обеспечивает гарантированное удаление посторонних включений, ухудшающих микроструктуру и механическую прочность пористого сплава без нарушения целостности никелид-титанового каркаса. При этом развитая поверхность микропор способствует ускорению прорастания тканей.Thus, the claimed method ensures the guaranteed removal of foreign inclusions that degrade the microstructure and mechanical strength of the porous alloy without violating the integrity of the nickel-titanium frame. At the same time, the developed surface of micropores contributes to the acceleration of tissue germination.

Claims (1)

Способ получения пористого сплава на основе никелида титана, включающий формовку шихты из смеси порошков титана и никеля с пористостью от 45% до 50%, предварительный подогрев до температуры 450-500°С, инициацию реакции СВС, охлаждение и химическое травление в растворе азотной и плавиковой кислот с последующей промывкой, отличающийся тем, что травление проводят однократным погружением на 1-2 с в ультразвуковую ванну с раствором кислот, а промывку проводят погружением в воду в ультразвуковую ванну на 15-20 мин при плотности мощности 180-220 Вт/дм3.A method for producing a porous alloy based on titanium nickelide, including forming a charge from a mixture of titanium and nickel powders with a porosity of 45% to 50%, preheating to a temperature of 450-500°C, initiation of the SHS reaction, cooling and chemical etching in a solution of nitrogen and hydrofluoric acids with subsequent washing, characterized in that the etching is carried out by a single immersion for 1-2 s in an ultrasonic bath with an acid solution, and the washing is carried out by immersion in water in an ultrasonic bath for 15-20 min at a power density of 180-220 W/dm 3 .
RU2022127387A 2022-10-21 Method for producing porous alloy based on titanium nickelide RU2798496C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2798496C1 true RU2798496C1 (en) 2023-06-23

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001013969A1 (en) * 1999-08-23 2001-03-01 Shinhan Machinery Co., Ltd. Apparatus and method for manufacturing an artificial porous titanium nickel medulla by using a hot rotational synthesis method
JP2002356706A (en) * 2001-05-28 2002-12-13 Tkx:Kk Method for producing porous material having open pore
RU2310548C1 (en) * 2006-02-22 2007-11-20 Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения Российской Академии наук Method for producing porous materials on base of titanium nickelide
RU2566234C2 (en) * 2014-03-12 2015-10-20 Виктор Эдуардович Гюнтер Method of producing of porous alloy on base of titanium nickelide
US10543533B2 (en) * 2014-01-12 2020-01-28 Shape Change Technologies Llc Hybrid shape memory effect elements for facile integration to structures
RU2771150C1 (en) * 2021-12-09 2022-04-27 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" Method for obtaining porous material based on titanium nickelide by self-distributing high-temperature synthesis

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001013969A1 (en) * 1999-08-23 2001-03-01 Shinhan Machinery Co., Ltd. Apparatus and method for manufacturing an artificial porous titanium nickel medulla by using a hot rotational synthesis method
JP2002356706A (en) * 2001-05-28 2002-12-13 Tkx:Kk Method for producing porous material having open pore
RU2310548C1 (en) * 2006-02-22 2007-11-20 Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения Российской Академии наук Method for producing porous materials on base of titanium nickelide
US10543533B2 (en) * 2014-01-12 2020-01-28 Shape Change Technologies Llc Hybrid shape memory effect elements for facile integration to structures
RU2566234C2 (en) * 2014-03-12 2015-10-20 Виктор Эдуардович Гюнтер Method of producing of porous alloy on base of titanium nickelide
RU2771150C1 (en) * 2021-12-09 2022-04-27 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" Method for obtaining porous material based on titanium nickelide by self-distributing high-temperature synthesis

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104212998B (en) Zn-Mg zinc alloy and preparation method and application thereof
Effah et al. Crystal structure of the surface oxide layer on titanium and its changes arising from immersion
US10463469B2 (en) Artificial blood vessel, method for producing artificial blood vessel, and method for producing porous tissue regeneration substrate
US20090017087A1 (en) Osseoinductive metal implants for a living body and producing method thereof
Rodionov Application of the air-thermal oxidation technology for producing biocompatible oxide coatings on periosteal osteofixation devices from stainless steel
CN103751840A (en) Porous, controllable and low-modulus bone defect repair bracket and preparation method thereof
Sen et al. Preparation and osteoinduction of active micro-arc oxidation films on Ti-3Zr-2Sn-3Mo-25Nb alloy
RU2798496C1 (en) Method for producing porous alloy based on titanium nickelide
CN104922727B (en) A kind of bioactivity, porous titanium medical embedded material and preparation method thereof
CN113106295A (en) Degradable biomedical material Zn-Si-X series zinc alloy and preparation method thereof
AU2020104227A4 (en) Zinc-Calcium alloy series and preparation method and application thereof
RU2651846C1 (en) Method of producing porous alloy based on titanium nickelide
Liu et al. Formation characteristic of Ca–P coatings on magnesium alloy surface
CN103272284B (en) Biological medical controllable all-degradable material and preparation method thereof
CN106676605A (en) Preparation method of porous biological activity ceramic film on surface of porous pure titanium or titanium alloy with lattice structure and application thereof
CN108166044A (en) A kind of method of the regulation and control medical TC4 titanium alloy surfaces tube diameters of 3D printing
CN111676390A (en) Zn-Ga alloy, preparation method and application thereof
RU145527U1 (en) IMPLANTED MEDICAL PRODUCT
CN111467577B (en) Medical metal bone implant material
CN111363995B (en) Preparation method of medical metal bone implant material
KR20170023799A (en) Method for the surface treatment of a biocorrodable implant
CN114214550A (en) Medical magnesium alloy and preparation method thereof
KR102150326B1 (en) Method for surface treatment of biocompatible affinity metal material
RU2566234C2 (en) Method of producing of porous alloy on base of titanium nickelide
US11273237B2 (en) Method for producing porous substrate comprising bioabsorbable polymer that contains heparin, porous substrate comprising bioabsorbable polymer that contains heparin, and artificial blood vessel