Нержавеющий супер-нож из бета сплава титана и золота: sergei_letov — LiveJournal
?- Наука
- Технологии
- Cancel
Оригиналы статей на английском: https://phys.org/news/2016-07-lab-titanium-gold-alloy-harder-steels.html
Так выглядит кристаллическая решётка сплава β-Ti3Au —
Для спецов возможно участие в проекте производства пробной партии ножей с клинками из бета сплава титана с золотом — Сергей — [email protected]
https://www.facebook.com/sergei.dorokhovsky
Далее идут отдельные полезные фрагменты из обсуждения возможности прозводства ножей из бета сплава титана и золота на форуме guns.ru :
Диаграмма состояния титан-золото: http://markmet.ru/diagrammy-splavov/diagramma-sostoyaniya-sistemy-zoloto-%E2%80%93-titan-au-ti
Limon2017: «Для РФ проект должен стать успешным! Тут понты дороже денег! Что там нержавейка у тебя, если у меня золото!!! … плюсов много, спрос будет. К сведению, основное место износа в искусственном суставе — пара трения. UHMP и металл, металл-металл, керамика -UHMP, керамика — керамика.
Yep: «Высокая износостойкость не означает автоматически, что металл будет хорошо держать режущую кромку.» Semyorka210857: «… что держать не будет — тоже не означает.»
Alan_B: «Посмотрел статью.
1. Твердостью в 800 HV сейчас никого не удивишь.
2. Насчет износостойкости — так как в сплаве не присутствуют твердые фазы, то при твердости 64 износостойкость будет на уровне У10…
Semyorka210857: «В булатах твёрдая фаза образуется за счёт углерода. Можно подобрать добавки к бета сплаву титана и золота, образующие твёрдую фазу по аналогии с булатами. … В статье написано для «грязного» сплава — смеси альфа и бета фаз + примеси, т.е. не для чистого бета сплава: «…The maximum hardness of ≈800 HV (Vickers hardness) is reached for x = 0.
25, for which the cubic compound Ti3Au forms, in two distinct phases, α and β, with the latter stabilized by the presence of small amounts of carbon, nitrogen, or oxygen. …» — http://advances.sciencemag.org/content/2/7/e1600319.full — это уже более 60 по Роквеллу.
После закалки возможно и 70 по Роквеллу! Мы имеем возможность получить от титанозолотого ножа технологию для медицины и оборонки.»
Tags: ножи с секретом, ювелирные изделия
Subscribe
Нож-автомат из Златоуста
Я люблю автоматические ножи, но надёжные среди них редки. Китайские выходят из строя через полгода-год, нижегородские из Ворсмы или Павлово не…
Нож разведчика стреляющий (НРС-2)
Оригинал взят у purablehatt в Нож разведчика стреляющий (НРС-2) Такой нож был на вооружении нашей разведки, когда ещё мой отец служил.
…Резьба по камню в Китае
Оригинал взят у masterok в Резьба по камню в Китае Одним из древнейших искусств Китая является резьба по камню, возраст которого…
…Photo
Hint http://pics.livejournal.com/igrick/pic/000r1edq
Сплав золота и серебра — природный минерал под названием электрум, медицинские и ювелирные золотые сплавы с титаном, медью, платиной (таблица)
Золото в чистом виде – это материал, обладающий особыми свойствами. Но если говорить о ювелирных изделиях, в чистом виде злато не используется, так как является очень мягким. Поэтому появилась необходимость совмещать его с другими видами металлов. Так и появилось понятие – сплав золота и серебра, а также пробы, которая покажет количество злата на 1 килограмм состава используемого для изделий. Чтобы узнать количество чистого злата в украшении, достаточно отнять число пробы, например, 750 от 1000 грамм.
Какие металлы используют для сплава с золотом?
Существует несколько самых знаменитых металлов, наиболее пригодных для сплавки со златом. Это сплав меди, серебра, платины, палладия, кадмия или цинка. Но особой популярностью пользуется сплав серебра с золотом. Такая смесь является достаточно мягкой и будет легко поддаваться ковке. Это соединение металлов имеет официальное название – электрум. Само слово обозначает «янтарь» (от древнегреческого).
Янтарь может иметь разный окрас: серебряно-белый или золотисто-желтый. Ошибочно его могут называть белым златом, но это далеко не так.
Где применяют сплав?
Впервые сплав золота с серебром дает о себе знать ещё в период до нашей эры. Новость об одном из первых изделий с использованием золотого сплава пришла со времен фараона Сахура.
Также достаточно известным фактом является то, что именно из золотого сплава были произведены первые монеты. Скорее всего, было решено использовать именно электрум, благодаря его твердости.
Природный сплав золота и серебра добывали жители Древней Лидии недалеко от реки Нил. Ювелирный сплав золота имел бело-желтый цвет, поэтому его могли называть белым золотом из-за 45-50% серебра, находящихся в его составе.
Электрум имел повышенную прочность, это способствовало тому, что из золотого сплава делали не только украшения и деньги, но и посуду, которая могла служить на протяжении очень долгого времени.
Специалисты современного мира уже давно научились получать электрум в самостоятельно созданных условиях. При надобности он может содержать 65% серебра и 35% золота. В этом случае желтый цвет практически будет отсутствовать. Такие соотношения используются для получения материала, стойкого к окислению с характерным только ему блеском.
585 проба в своем составе имеет не только злато и серебро. Сюда добавлялась медь. Её добавили для увеличения прочности изделия, а серебро делает его более приемлемым для ковки.
Новый сверх прочный сплав титана с золотом β-Ti3Au
Группа ученых из университетов Техаса и Флориды получила самый твердый из известных биосовместимых материалов.
Им оказался сплав титана с золотом β-Ti3Au.Титан достаточно инертен, чтобы не взаимодействовать с живыми тканями и не окисляться в организме, но иногда ему не хватает прочности. В среднем титановые протезы нужно заменять каждые 10 лет из-за износа. Поэтому перед учеными давно стояла задача найти другой, более прочный и в то же время биосовместимый материал.
Предыдущие эксперименты со сплавами титана с серебром и медью показывали неплохие результаты, однако исследователи предположили, если использовать в сплаве металл, по свойствам сходное с медью или серебром, но при этом с большей атомной массой, сплав окажется прочнее. Выбор остановили на золоте: оно давно применяется в протезировании.
Руководитель исследования, профессор Эмилия Моросан (Emilia Morosan), которая специализируется на разработке и синтезе соединений с экзотическими электронными и магнитными свойствами, сказал, На самом деле, атомная структура материала — это атомы плотно упакованные в «кубической» кристаллической структуре, которая часто ассоциируется с твердостью – и это не новость, это известно давно.
Но пара титан-золото до сих пор небыли тщательно исследованы.
«Это началось с моего основного исследования,» сказала, Эмилия Моросан (Emilia Morosan), профессор физики и астрономии, химии и материаловедения и Наноинженерия в Райс. «Не так давно мы опубликовали исследование, на титан-золото в соотношение соединение 1-к-1, создавая новые магнитные сплавы, изготовленный из немагнитных элементов. Один из тестов, когда мы делаем новый сплав, попытаться растереть его в порошок для рентгеновского анализа. Это помогает при определении состава, чистоты, кристаллической структуры и другие структурные свойства.
«Когда мы пытались измельчить титан-золото, мы не могли», вспоминает она. «Я даже купила алмаз (с алмазным покрытием) ступку и пестик, и мы до сих пор не могли растереть его.»
Новый сверх прочный сплав титана с золотом β-Ti3Au
Эмилия Моросан (Emilia Morosan) с соавторами решила сделать последующие тесты, чтобы точно определить, насколько прочным получилось соединение, также решили измерить твердость других количественных соотношений титана и золота, которые они использовали в качестве образца сравнения в оригинале 1-к-1.
На настоящий момент установлено, одним из наиболее прочных образцов, представляет собой высоко температурный сплав из трех частей титана и одной части золота.
Под воздействием высоких температур, ученые экспериментальным путем при пропорции 3-к-1 неожиданно получили практически чистую кристаллическую форму бета-версии сплава — кристаллической структуры, которая в четыре раза прочнее титана.
При более низких температурах, атомы, как правило, устраивают в другую кубическую структуру — альфа-формы титана-3-золота. Альфа-структура примерно так же устроена, как регулярная структура титана. Оказывается, что лаборатории, которые ранее измеряли образцы твердости Ti3Au, при сплаве применяли более низкие температуры, что не позволяло атомам выстраиваться в чистую кристаллическую форму бета-версии.
Команда измеряли твердость бета-формы кристалла совместно с коллегами в лаборатории Turbomachinery Texas A & M University и в магнитном поле Национальной лаборатории высокого в Университете штата Флорида.
Для биомедицинских имплантатов, важнейшими являются два основных фактора биосовместимость и износостойкость. Так как титан и золото сами по себе являются одними из наиболее биосовместимых металлов и часто используются в качестве медицинских имплантатов, ученые полагают, Ti3Au будет совместимы. На самом деле, тесты, проведенные коллегами из Университета Техаса MD Anderson Cancer Center в Хьюстоне установили, что новый сплав получился еще более биосовместимым, чем чистый титана. Износостойкость и твердость Ti3Au в 4 раза превзошла характеристики чистого титана.
Новый сверх прочный сплав титана с золотом β-Ti3Au
Руководитель исследования, профессор Эмилия Моросан (Emilia Morosan) из университета Райса в Хьюстоне, Техас сообщила, что в результате получился металл вчетверо более прочный, чем те, что сейчас используются в производстве протезов. При этом появляется возможность в двое снизить количество металла имплантата при том-же весе, увеличив прочность в двое. Либо в четыре раза снизить количество металла и в двое вес, при прочности сопоставимой с обычным титаном.
Сделать Ti3Au очень легким и дешевым не получится, так как удельный вес золота в четыре раза больше чем у титана. Но из-за прочности в целом на изготовление протезов потребуется в разы меньше металла Ti3Au, чем при чистом титане. Что позволит минимизировать размеры и негативное воздействие протезов-имплантов на организм человека.
Результаты исследования опубликованы в журнале Science Advances.
https://www.popmech.ru/
Природные запасы электрума
Существует достоверная информация о том, что электрум привозили в Египет из Пунта. В современном мире это Восточная Африка. Ещё одна поставка была налажена с территории Плоскогорья и восточнее относительно Родезии.
Подробную оценку драгоценным материалам того времени давал Плиний. Он говорил, что если состав содержит в себе более 70% металла белого цвета, это и будет серебро, если меньше 15% – злато.
Электрум также вспоминался в «Одиссее». Там он упоминался в разговорах о золотых украшениях, покрытых серебром.
На сегодняшний день эти изделия не являются актуальными, а тогда пользовались большим спросом, так как белый металл иногда ценился больше злата.
Богатые земли электроном (ещё одно название состава) того времени таковыми больше не являются. Металл, находившийся практически на поверхности, давно собрали. В большей мере это происходило в период «лихорадок». Поэтому человечество начало задумываться об искусственном его получении, потому что в природе его найти уже невозможно или чрезвычайно сложно.
Его возможно найти только в Западной Анатолии. Это одна из областей, находящаяся в Турции. Но его добыча уже потеряла популярность из-за налаженной технологии получения электрума своими силами, к тому же природный материал может иметь нежелательную примесь меди. В то время как при ручном способе можно избежать подобных ситуаций, и не выделять время на освобождение сплава от ненужных загрязняющих материалов.
Изготовление
Технология получения золотого сплава подразумевает некоторые обязательные условия, придерживаться которых крайне необходимо:
- Первыми плавке подвергаются благородные металлы, так как являются склонными к взаимодействию с кислородом.
- Если речь идет о сочетании серебра, золота и меди, последний металл добавляется заключительным, из-за своей теплоемкости. Если этого не соблюдать, полученная смесь может застыть неравномерно.
- Стоит учитывать, что лигатура для соединения имеет большую температуру плавки, в отличие от благородных металлов.
Для определения количества того или иного металла в изделии используется специальная формула. Она обозначает, что 1000, делённая на пробу, будет равняться массе сплава в гр., делённой на присутствие массы злата в изделии.
Белое золото
Традиционное злато имеет желтый цвет. Поэтому многие задаются вопросом, откуда появилось название «белое золото» и «черное золото»? Всё намного проще, чем может показаться, – обыкновенное злато просто смешивают с материалами, которые смогут обесцветить его. К таким металлам относят платину, палладий или никель. На выходе получается блестящий материал, который и будет иметь название «белое золото». А «черным», обычно, называют нефть.
Среди всех трех металлов, для получения самого драгоценного и дорогого сплава злата с серебром, используют палладий. С помощью его получают особый белый цвет, а соединение металлов легко поддается обработке. Когда речь идет о неблагородном белом золоте, значит, для его получения использовался никель, полученный золотой сплав будет иметь бледно-желтый окрас. Это соединение применяется лишь для одной цели – сделать изделие из белого золота более дешевым.
Цветовая гамма сплавов драгметалла
В первозданном виде золото можно увидеть только в продуктах банковской сферы в виде слитков. В остальных случаях, в зависимости от сферы применения, используются золотые сплавы. В ювелирной отрасли они отличаются изобилием цветов, придавая украшениям изящность и неповторимость.
Серебро является базовым лигатурным компонентом для формирования видов золотого материала. Сообщение этих компонентов делает состав ковким, прочным, значительно понижая температуру плавления.
Долевое соотношение серебра к желтому металлу отражается на цвете готового материала. Если в составе находится 60% и более серебра, то он становится белым.
В европейских странах мастера ювелирной отрасли предпочитают в качестве дополнительного компонента серебро, поэтому изделия отличаются характерным светлым лимонным оттенком.
Среди изобилия составов можно выделить классическое желтое золото. Сплав 18 карат, включающий 2,5 части меди и 3,5 части серебра, отвечает материалу 750 пробы, отличается прочностью и насыщенностью желтого цвета с едва уловимым красным оттенком.
Красное, или розовое золото, является результатом добавления в качестве лигатуры преимущественного количества меди и небольшой части серебра.
Оттенок зеленого цвета золото приобретает в составе с серебром в соотношении 2:1 и небольшого количества кадмия. В природе существует сплав золота с серебром, который называется электрум. В нем содержание серебра превышает 50%. В ювелирной отрасли материал, который иногда называют белым золотом, формируется искусственно.
Это сочетание компонентов в равных пропорциях было популярно много столетий назад. Его использовали в качестве материала для чеканки денег.
Но, как говорится, новое – это хорошо забытое старое. Сегодня такое сочетание компонентов является популярным среди мастеров ювелирной промышленности. Материал, отличающийся износостойкостью и внешним видом, используется для создания эксклюзивных украшений с сочетанием драгоценных камней, в том числе алмазов.
Применение в качестве лигатурного компонента стали позволяет создать экономное соединение серого и синего цвета. Оттенок может отличаться в зависимости от соотношения составляющих материалов. Такие соединения используются для создания эксклюзивных современных украшений.
Белое золото пользуется особой популярностью в мире моды. В качестве добавок в классическом сплаве используется платина. Но существуют более экономные материалы, в которых используется никель, серебро. Готовые изделия особенным методом покрываются родием – элементом платиновой группы.
Фиолетовый цвет приобретает сочетание благородного компонента с алюминием. Такой сплав характеризуется повышенной ковкостью, блеском и насыщенностью. Голубое золото является результатом добавления к благородному металлу индия. Примесь рубидия придает составу черный цвет.
Ювелирная отрасль всячески экспериментирует с благородным солнечным металлом, создавая новые сплавы для воплощения творческих идей.
Из-за чего металл тускнеет?
Стоит отметить, что чистое злато не будет поддаваться никаким изменениям при любом взаимодействии на него чего-либо. А если оно и потемнеет, то из-за влияния дополнительных металлов.
Чтобы уберечь его от изменений, в изделии должно использоваться соотношение золота к остальным металлам 1 к 3. Соответственно, можно сделать вывод о том, что самыми стойкими будут украшения 750-й пробы.
Платина – ещё один металл, который заставит металл стать бледным при небольшом его добавлении в состав. Сплавы золота и платины повышают упругость первого, а также его температуру плавления.
Таблица сплава золота 750-й пробы:
| Золото | Серебро | Медь | Платина | Палладий | Никель | Цинк | Цвет |
| 75% | 4,0 | 21,0 | — | — | — | — | Красный |
| 75% | 4,2 | 20,8 | — | — | — | — | — |
| 75% | 4,8 | 20,2 | — | — | — | — | — |
| 75% | 8,3 | 16,7 | — | — | — | — | Светло-красный |
| 75% | 10,4 | 14,6 | — | — | — | — | — |
| 75% | 12,5 | 12,5 | — | — | — | — | Ярко-желтый |
| 75% | 15,0 | 10,0 | — | — | — | — | Желтый |
| 75% | 18,75 | 6,25 | — | — | — | — | Зеленоватый |
| 75% | 25,0 | — | — | — | — | — | Зеленый |
| 75% | 5,0 | — | — | 20,0 | — | — | Белый |
| 75% | 7,0 | — | — | 14,0 | 4,0 | — | — |
| 75% | 8,0 | 8,0 | 9,0 | — | — | — | — |
| 75% | 9,0 | — | — | 14,0 | 2,0 | — | — |
| 75% | — | 3,5 | — | — | 16,5 | 5,0 | — |
| 75% | — | — | — | — | 15,0 | 10,0 | — |
| 75% | — | 15,0 | — | — | 7,5 | 2,5 | — |
Виляние состава лигатуры на свойства сырья
Физические свойства чистого драгметалла уникальны.
Красивый благородный компонент высшей пробы используется:
- для изготовления мерных и стандартных банковских слитков;
- чеканки юбилейных и памятных монет;
- изготовления эксклюзивных ювелирных украшений;
- в качестве проводника тепла и электричества;
- в виде тонких пластинок (сусальное золото) для выполнения элементов декора;
- для изготовления нитей.
В основу применения благородного компонента заложены ковкость и пластичность материала. Но в составе с дополнительными лигатурными добавками драгметалл приобретает совершенно новые свойства. Поэтому с древних времен человечество оценило тандем двух солнечного и лунного металлов, приобретающие в сплаве новые особенности.
Среди традиционных примесей, используемых в составах, находятся:
- цинк – понижает температуру плавления, придает текучесть и зеленый оттенок;
- никель – повышает прочность состава и позволяет создавать тонкие ажурные компоненты в изделиях;
- серебро – улучшает ковкость;
- палладий – повышает температуру плавления золота и придает составу белизну;
- небольшое количество платины способно отбелить сплав;
- медь – придает красный оттенок и твердость;
- кадмий (придает составу бледный до серого оттенок) добавляется в незначительных количествах для снижения температурного градиента.
Допустимы сплавы золота с такими металлами, как свинец, олово, висмут, сурьма, но они не используются в ювелирном деле из-за хрупкости материала. Для увеличения прочности в качестве компонента состава добавляют в незначительных количествах иридий, осмий, рутений.
Лабораторияобнаружила титаново-золотой сплав, который в четыре раза тверже большинства сталей
Кристаллическая структура бета-титана-3 золота. Предоставлено: Э. Моросан/Университет Райса. Титан «Он примерно в 3-4 раза тверже, чем большинство сталей», — сказала Эмилия Моросан, ведущий научный сотрудник нового исследования Science Advances , в котором описываются свойства смеси титана и золота 3:1 с специфическая атомная структура, придающая твердость.
Моросан, физик, специализирующийся на разработке и синтезе соединений с необычными электронными и магнитными свойствами, сказал, что новое исследование является «первым для меня во многих отношениях. новый материал».
Фактически, атомная структура материала — его атомы плотно упакованы в «кубическую» кристаллическую структуру, которая часто ассоциируется с твердостью — была известна ранее. Неясно даже, что Моросан и бывший аспирант Этери Сванидзе, ведущий соавтор исследования, были первыми, кто изготовил чистый образец ультратвердой «бета» формы соединения. Но благодаря паре счастливых случайностей они и их соавторы первыми задокументировали замечательные свойства материала.
«Это началось с моего основного исследования, — сказал Моросан, профессор физики и астрономии, химии, материаловедения и наноинженерии в Райс. «Недавно мы опубликовали исследование титана-золота, соединения в соотношении 1 к 1, которое представляло собой магнитный материал, сделанный из немагнитных элементов.
Одна из вещей, которую мы делаем, когда делаем новое соединение, — пытаемся измельчить его в порошка для рентгенографии, что помогает определить состав, чистоту, кристаллическую структуру и другие структурные свойства.
«Когда мы пытались измельчить титан-золото, у нас ничего не получилось», — вспоминает она. «Я даже купил ступку и пестик с алмазным покрытием (с покрытием), но мы так и не смогли их перемолоть».
Моросан и Сванидзе решили провести дополнительные тесты, чтобы точно определить, насколько твердым было соединение, а пока они занимались этим, они также решили измерить твердость других композиций титана и золота, которые они использовали для сравнения в оригинальное исследование.
Одним из дополнительных соединений была смесь трех частей титана и одной части золота, приготовленная при высокой температуре.
В то время команда не знала, что при производстве титана-3-золота при относительно высокой температуре получается почти чистая кристаллическая форма бета-версии сплава — кристаллическая структура, которая в четыре раза прочнее титана.
При более низких температурах атомы имеют тенденцию располагаться в другой кубической структуре — альфа-форме титана-3-золота. Альфа-структура примерно такая же твердая, как обычный титан. Похоже, что лаборатории, которые ранее измеряли твердость титана-3-золота, измеряли образцы, которые в основном состояли из альфа-расположения атомов.
Группа измерила твердость бета-формы кристалла совместно с коллегами из Лаборатории турбомашин Техасского университета A&M и Национальной лаборатории сильного магнитного поля Университета штата Флорида. Моросан и Сванидзе также провели другие сравнения с титаном. Например, для биомедицинских имплантатов двумя ключевыми показателями являются биосовместимость и износостойкость. Поскольку титан и золото сами по себе являются одними из наиболее биосовместимых металлов и часто используются в медицинских имплантатах, команда полагала, что титан-3-золото будет сопоставим. На самом деле, испытания, проведенные коллегами из Онкологического центра им. М.
Моросан сказала, что не планирует становиться материаловедом или кардинально менять направление своей лаборатории, но она сказала, что ее группа планирует провести дополнительные тесты для дальнейшего изучения кристаллической структуры бета-титан-3-золота и выяснить, химические примеси могут еще больше повысить его твердость.
Дополнительная информация: Научные достижения , DOI: 10.1126/sciadv.1600319, http://advances.sciencemag.org/content/2/7/e1600319
Предоставлено Университет Райса
Цитата :
Лаборатория обнаружила сплав титана и золота, который в четыре раза тверже большинства сталей (20 июля 2016 г.)
получено 2 ноября 2022 г.
с https://phys.org/news/2016-07-lab-titanium-gold-alloy-harder-steels.
html
Этот документ защищен авторским правом. Помимо любой добросовестной сделки с целью частного изучения или исследования, никакие часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в ознакомительных целях.
«Железный человек» золотой сплав-титаниум, найденный
от Стивена Кокран
Опубликовано: 29 июля 2016 г.
Обновлено: 5 мая 2020
Таблица Соглашения:
Таблица Соглашения:
Факт еще раз удивительным образом догнал вымысел, когда ученые Университета Райса объявили о разработке сплава золота с титаном, твердость которого в четыре раза выше, чем у одного только титана.
Если вы смотрели какой-либо фильм о Железном человеке, вы сразу же узнаете в нем (больше не) вымышленный сплав золота и титана, который Тони Старк изобрел для изготовления своих доспехов Железного человека. Однако этот новый сплав не предназначен для использования в летающих экзоскелетах (по крайней мере, пока!).
Вместо этого он будет использован для революции в области медицинских имплантатов и протезирования.
Титан является наиболее часто используемым металлом, используемым для ремонта тела, будь то винты и пластины для скрепления костей, замена тазобедренного сустава или крепление протезов к телу. Титан (и золото) нетоксичен, биосовместим и устойчив к коррозии внутри тела. Титан также обладает редким свойством «остеоинтеграции», которое позволяет кости прочно срастаться и прикрепляться к имплантату, закрепляя его в теле. Это особенно важно для несущих имплантатов, таких как замена коленного сустава и заглушки для протезов ног.
Дуговой плавильный станок Morosan Lab Университета Райса, используемый для изготовления золото-титанового сплава «Железный человек».
Секрет этого сплава, известного как «β Ti3Au» (бета-титан 3 золота), заключается в температуре, используемой в процессе плавки. Научная группа Университета Райса использовала дуговую плавильную печь для многократного плавления и повторного плавления массы из трех частей титана и одной части золота при сверхвысокой температуре, пока ее состав не стал однородным.
Эта процедура превратила сплав из его обычной «альфа» конфигурации в «бета», которая имеет очень компактную кубическую кристаллическую структуру с высокой плотностью валентных электронов.
Доктор Эмилия Моросан, ведущий научный сотрудник лаборатории Университета Райса, носящей ее имя, отмечает, что, несмотря на то, что этот сплав является самым твердым биосовместимым интерметаллическим соединением, известным человеку, новый материал».
В лучших традициях великих научных достижений открытие свойств твердости бета-Ti3Au произошло случайно. Команда проводила эксперименты по созданию магнитных веществ из немагнитных материалов. Тестирование различных соотношений титана и золота в этих экспериментах привело к открытию бета-Ti3Au. Сплав, вероятно, был сделан случайно раньше (все, что для этого требуется, — это гораздо более горячий процесс плавления, чем обычно), но команда Моросана первой обнаружила и задокументировала его уникальные свойства.
Моросан отметил: «Одна из вещей, которую мы делаем, когда делаем новое соединение, — это пытаемся измельчить его в порошок для целей рентгена.
Это помогает определить состав, чистоту, кристаллическую структуру и другие структурные свойства. «Когда мы попытались измельчить титан-золото (бета-ti3Au), у нас ничего не получилось, — вспоминает она. — Я даже купила ступку и пестик с алмазным покрытием, и мы все равно не смогли его измельчить».
В дополнение к тому, что бета-Ti3Au в четыре раза прочнее чистого титана (который изначально достаточно прочен), коэффициент трения бета-Ti3Au в четыре раза меньше, чем у титана, что означает, что износ значительно снижается по сравнению с существующими имплантируемыми устройствами. .Обычные сменные суставы необходимо заменять хирургическим путем каждые 10 лет или около того.Имплантаты из Ti3Au должны прослужить гораздо дольше, прежде чем потребуется замена.Сплав также будет прилипать к керамике, что приводит к более легким и дешевым медицинским компонентам.
В истинном стиле Тони Старка доктор Моросан и ее команда проводят дополнительные испытания Ti3Au, выясняя, не сделает ли сплав химией еще более твердым.