6 Область применения сплавов на основе никелида титана

Сегодня сплавы с ЭПФ используются в медицине в качестве имплантатов в виде внутрикостных штифтов, элементов для фиксации костных отломков, стержней и аппаратов для исправления деформации позвоночника, челюстно-лицевых имплантатов, искусственных клапанов сердца, протезов сосудов, эндопротезов в нейрохирургии, кератопротезов в офтальмологии, ортодонтических материалов и т.д.

Оптимальный имплантат должен по поведению быть подобен живой ткани, а именно, проявлять высокие эластичные свойства, иметь заданный гистерезис на деформационной диаграмме нагрузка-разгрузка, степень и величина восстановления формы должны соответствовать необходимой величине и степени восстановления формы тканей. Анализ свойств металлических материалов и сплавов, показывает, что наилучшим комплексом функциональных свойств (обратимая деформация, характеристические температуры интервала мартенситных превращений и др.) в сочетании с высокими значениями механических свойств обладают сплавы никелида титана [1].

Легированные алюминием сплавы системы ТН-10 с мелкопористой однородной структурой применяются в качестве элементов в челюстно-лицевой и сосудистой хирургии. Однородность мелкопористой структуры материала позволяет изготовленному элементу эндопротеза плотно прилегать к поверхности тканей, создавая условия для остановки кровотечения и последующей интеграции в имплантат тканей [3].

Применение никелида титана позволило улучшить традиционные и приобрести совершенно новые функциональные свойства конструкций, радикально расширив сферу их практического применения. Различные медицинские инструменты и изделия: сосудистые протезы и фильтры, клапаны, окклюдеры, костные имплантаты, папиллотомы, экстракторы желчных и мочевых камней, пульпоекстракторы, сетки для герниопластики и т. д. – вот только небольшая часть типичных примеров применения данных материалов [12].

Благодаря уникальным свойствам, сплавы с ЭПФ нашли эффективное применение при производстве [13]:

- специализированных прессов статического нагружения;

- исполнительных силовых приводов (для аварийного выпуска шасси самолета), а также для микророботов и манипуляторов;

- разворачивающихся антенн и мачт, технологической оснастки, силовых устройств типа съемников, домкратов, стяжек, форкопфов, труборезов, а также ломателей для безвзрывного разрушения горной породы, фундаментов и строительных конструкций;

- тепловых двигателей для преобразования геотермальной, солнечной и низкокачественной тепловой энергии в механическую;

- съемников гребных винтов кораблей и специальныхдомкратов для тарированной затяжки болтов и шпилек большого диаметра при монтаже и ремонте турбин, атомных и химических реакторов, металлургического оборудования и других уникальных сооружений;

- автоматических датчиков, клапанов, переключателей, предохранителей, регуляторов, работающих по температуре, и нашедших применение при производстве оборудования для нефтяной и газовой промышленности, кондиционеров, холодильников, сушильных шкафов, автомобильных термостатов, противопожарных систем, а также в сельском хозяйстве для управления открытием стенок теплиц и т.п.;

- фильтров для улавливания тромбов и сгустков крови, сосудистых эндопротезов, мышц искусственного сердца, катеторов для лечения атеросклероза, стержней Харрингтона для исправления искривления позвоночника, искусственных суставов, внутрикостных шпилек и заклепок, скоб для соединения костей, протезов для исправления положения зубов, микронасосов для искусственных органов, например, в миниатюрных системах искусственнойпочки для подачи жидких лекарственных препаратов и другой медицинской техники;

- соединительных элементов различных конструкций и назначения –специальных заклепок, заглушек, уплотнений, соединений волноводов, антенно-фидерных и оптико-волоконных систем, проводов кабелей (например, штекер типа «Криокон», выпускаемый в массовом количестве), специальные разъемы плат и электронных приборов (в частности, для блоков датчиков инерционной системы наведения ракет «Трайдент» было изготовлено 60 тысяч разъемов);

- высокогерметичныхпростых и комбинированных, стационарных и ремонтных, разъемных и неразъемных соединений трубопроводов различного назначения типа труба в трубе, бруба-бак, труба через бак, штуцер-корпус, корпус-ниппель, тройник и другие, в том числе при сборке труб из разнородных, практически любых материалов, в труднодоступных местах, в полевых условиях, даже без слива рабочей жидкости.

Термомеханические соединения трубопроводов являются традиционной и наиболее отработанной в производственном отношении сферой применения сплавов с ЭПФ. Высокие эксплуатационные характеристики и широкие технологические возможности обусловили массовое использование этих соединений в судостроении, атомной и авиакосмической технике [8].