Влияние легирования серебром на структуру, функциональные свойства и деформируемость сплавов никелида титана с эффектами памяти формы тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.07, кандидат наук Байгонакова Гульшарат Аманболдыновна

• Байгонакова Гульшарат Аманболдыновна
• кандидат наук
• 2019

Оглавление диссертации кандидат наук Байгонакова Гульшарат Аманболдыновна

Введение

ГЛАВА 1. Мартенситные превращения, эффект памяти формы и функциональные свойства медицинских сплавов на основе никелида титана

1.1. Термоупругие мартенситные превращения и механизм МП в сплавах на основе Т№

1.1.1. Термоупругие мартенситные превращения

1.1.2. Кинетика и термодинамика термоупругих МП

1.1.3. Структура продуктов и последовательности мартенситных превращений

1.1.4 Управление термоупругими мартенситными превращениями

1.2. Эффект памяти формы и сверхэластичность сплавов на основе никелида титана

1.3. Деформационное воздействие на сплавы на основе Т№ в процессе получения проволоки

1.4. Структура и свойства сплавов TiNiAg

ГЛАВА 2. Постановка задачи. Материалы и методы исследований

2.1. Постановка задачи

2.2. Материалы и методы исследований

ГЛАВА 3. Диаграммы состояний, кристаллические структуры и электронная конфигурация атомов в тройной системе Т1-№-А§

3.1. Размерные факторы, расположение атомов по узлам кристаллической решетки в В2 фазе и электронная конфигурация атомов в тройной системе Ть№-А§

3.2. Диаграммы состояния бинарных систем ТьА§, №-А§, Т1-№ и тройной системы Ть №-А§

3.2.1. Система ТьА§, №-А§, Т1-№

3.2.2. Система Т1-№-А§

ГЛАВА 4. Структурно-фазовый состав, мартенситные превращения, эффект памяти формы, физико-механические свойства и цитотоксичность сплавов на основе никелида титана, легированных серебром

4.1. Структурно-фазовые исследования сплавов на основе никелида титана, легированных Ag

4.2. Термоупругие мартенситные превращения в сплавах на основе никелида титана с серебром

4.2.1. Диаграмма термоупругих мартенситных превращений в сплавах на основе

никелида титана с серебром

4.2.2 .Влияние термоциклирования на мартенситные превращения сплавов никелида титана с серебром

4.4. Эффекты памяти формы в сплавах на основе Т№, легированных Ag

4.5. Механические свойства в сплавах на основе Т№, легированных Ag

4.6. Цитотоксичность сплавов на основе никелида титана с серебром

ГЛАВА 5. Структурно-фазовый состав, микроструктура, мартенситные превращения и механическое поведение деформируемых сплавов на основе никелида титана с добавками серебра

5.1. Структурно-фазовые состояния проволоки никелида титана с серебром

5.2. Электронно-микроскопические исследования

5.2.1. Сплав № 1П

5.2.2. Сплав № 2П

5.2.3. Сплав № 3П

5.3. Мартенситные превращения в никелид титановых проволочных образцах с серебром

5.4. Эффект памяти формы в никелид титановых проволочных образцах с серебром

5.5. Механические свойства в никелид титановых проволочных образцах с серебром

Приложение

Выводы

Список условных обозначений сокращений

Литература

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Влияние легирования серебром на структуру, функциональные свойства и деформируемость сплавов никелида титана с эффектами памяти формы»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы диссертации и степень ее разработанности. В настоящее время сплавы на основе никелида титана используются в медицине в качестве длительно функционирующих имплантатов за счет высокой биохимической совместимости и способности согласованно вязко-упруго деформироваться с тканями, выдерживая миллионы циклов деформации [1-4]. Для решения различных медицинских задач в ряде случаев требуются материалы с новыми или улучшенными свойствами. Легирование никелида титана позволяет получать сплавы с памятью формы принципиально нового структурно-фазового состава, близкие по свойствам к исходным.

При производстве имплантатов, сплавы на основе никелида титана подвергаются многократным термо-деформационным воздействиям, и свойства деформируемости сплавов очень важны при технологических процессах получения. Поэтому поиск легирующего элемента, а именно его критической концентрации, до которой сохраняются высокие параметры памяти формы, механические свойства и деформируемость материала после термо-деформационного воздействия является актуальной задачей.

Перспективным легирующим элементом с материаловедческой точки зрения является серебро из-за высокой пластичности и способности хорошо деформироваться в холодном и горячем состоянии. На сегодняшний день в мире проводятся много работ, в которых серебро используют в качестве легирующего элемента с различными функциональными целями, в том числе вызывают интерес и сплавы на основе никелида титана.

Интерметаллическое соединение В2-фазы Т№ имеет протяженную область гомогенности до 7 %, в которой растворимость различных легирующих элементов может меняться в широком концентрационном интервале. От этого зависит образование ряда твердых растворов в системе Ть№. Система Ti-Ni-Ag не изучена с точки зрения кристаллохимии и кристаллофизики, нигде не описаны особенности взаимодействия между атомами Т^ №, Ag. Не установлены границы растворимости серебра в Ть№, при которых образуются твердые растворы TiNi(Ag) и новые интерметаллические соединения, и не объяснена низкая растворимости Ag в Т№.

Существует ряд работ по легированию пористых и монолитных сплавов Т№ серебром с концентрациями от 0,5 до 9 ат. % [5-15]. С одной стороны, серебро вводят в

никелид титана для придания сплаву новых антибактериальных свойств, а с другой стороны, для увеличения предела текучести и прочности на разрыв при растяжении. При этом эффекты памяти формы никелида титана, легированного серебром, были исследованы только при концентрации 1,4 ат. % Ag, а в интервале легирования 0,6-1,9 ат. % Ag были рассмотрены в основном мартенситные превращения и микротвердость. Влияние низких концентраций серебра (менее 0,5 ат. %) на комплекс свойств сплава никелида титана изучено не было. Работ по влиянию легирования серебром на деформируемость никелида титана в мировой и отечественной литературе нет. Поэтому, важно исследовать влияние разных добавок серебра на свойства деформируемости сплавов никелида титана и найти рабочий концентрационный интервал, при котором возможно легирование с целью улучшения функциональных свойств.

Цель работы: Исследовать закономерности влияния легирования серебром на структурно-фазовые состояния, микроструктуру, характеристики мартенситных превращений, параметры памяти формы и механические свойства сплавов на основе никелида титана и установить механизмы влияния частиц серебра на деформируемость тонких проволочных образцов.

Для достижения поставленной цели были выполнены следующие задачи:

1. Построить теоретическую диаграмму состояния и эволюцию кристаллических структур в тройной системе Ti-Ni-Ag, определить область гомогенности В2-фазы. На основе анализа размерного и электронного факторов установить преимущественное расположение атомов серебра в фазе с В2-структурой.

2. Методами рентгеноструктурного анализа, оптической, растровой и просвечивающей электронной микроскопии провести структурные исследования сплавов никелида титана с разной концентрацией серебра и установить границы растворимости легирующего элемента.

3. Исследовать характеристики мартенситных превращений, параметры памяти формы и механические свойства сплавов никелида титана с серебром и установить их связь со структурно-фазовым составом.

4. Определить концентрационный интервал легирования серебром для деформируемых сплавов никелида титана и исследовать их структурно-фазовый состав и физико-механические свойства.

Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем:

1. Впервые представлены особенности взаимодействия атомов Т^ № и Ag в тройной системе Ti-Ni-Ag с точки зрения кристаллической структуры и размерных, электронных факторов. Экспериментально установлено критическое значение растворения серебра в решетке соединения Т№ и кристаллизация остальных атомов Ag в виде частиц. Анализ концентрационной зависимости параметра элементарной ячейки аВ2 в соединении Т№ со структурой В2 позволил установить, что концентрация Ag выше 0,5 ат. % не приводит к дальнейшему изменению параметра решетки.

2. Результаты рентгеноструктурного анализа показали, что при комнатной температуре сплавы с разной концентрацией Ag (0^=0-1,5 ат. %) находятся в многофазном структурном состоянии: фаза TiNi(Ag) с кристаллической структурой В2, мартенситная фаза R, вторичная фаза Т^№. В сплаве с С^ > 0,5 ат. % установлено наличие фаз ГЦК-Ag. По данным энергодисперсионного микроанализа максимальная растворимость серебра в составляет 0,48 ат. %. Во всех легированных серебром сплавах реализуется двухстадийное МП В2^^^В19'. При увеличении концентрации серебра до 0,5 ат. % фазовый переход смещается в область низких температур, а начиная с 0,5 до 1,5 ат. % в высокотемпературную область.

3. Экспериментально показано, что серебро при концентрации от 0,2 ат. % и выше приводит к снижению общей накопленной деформации легированного никелида титана (от 4,7 до 3,4 %), при этом объемная доля основной аустенитной В2-фазы, ответственная за проявление эффекта памяти формы, уменьшается. Структурное усложнение матрицы сплава частицами Ag, увеличение объемной доли и размеров частиц от 0,7 до 2 мкм и скопление локальных напряжений возле частиц вторичных фаз вызывают уширение температурного гистерезиса ДТ (с 40 до 60 °С) и рост остаточной деформации (до 0,3 %). В сплаве с 0,1 ат. % Ag мартенситное превращение В2^^^В19' сопровождается полным восстановлением формы с величиной общей накопленной деформации (5,1 %). Однородная зеренная структура с малой долей частиц и состав матричной фазы при данной концентрации серебра обеспечивают высокие характеристики прочности и пластичности (оь=1320 МПа, 8Ь= 28,8%).

4. Впервые установлен концентрационный интервал легирования серебром для деформируемых сплавов на основе никелида титана (0^0,2 ат. %). Рентгеноструктурными и электронно-микроскопическими методами исследования

выявлена структурная многофазность деформируемых сплавов. Сплавы никелида титана с концентрацией серебра (0^0,2 ат. %) после деформационного воздействия находятся в ультрамелкозернистом состоянии и состоят из смеси исходных (В2, Я, В19' и Т^№) и новых рекристаллизованных мелкодисперсных вторичных фаз (Т№3, Т^№3, Т^№4). Показано, что пластическая деформация, дефекты решетки, измельчение зерен до 500±50 нм после многократного термо-деформационного воздействия снижают температуры мартенситного превращения и стабилизируют аустенитную В2-фазу, что приводит к улучшению физико-механических свойств.

5. Комплексные исследования деформированных сплавов позволили выявить эффективную концентрацию серебра (САв=0,1 ат. %), при которой наблюдается бездислокационная нанокристаллическая структура со средним размером зерна 100±50 нм, дисперсионно упрочненная фазами Т^№3, Т^№4 с оптимальными механическими характеристиками (оь=1450 МПа при деформации до разрушения еь= 34,4 %) и высокими параметрами памяти формы (максимальная накопленная деформация еобщ= 6,5 %, полное восстановление формы в узком температурном интервале -13^14°С).

6. Впервые показано, что малые концентрации серебра (0,1-0,2 ат. %) обеспечивают высокую жизнеспособность клеток. Об этом свидетельствует большее количество клеточной массы на поверхности шлифов сплавов и повышение уровня жизнеспособности клеток более чем на 30 % в присутствии серебра.

Новизна технических решений подтверждена патентом РФ № 2668128 от 26.09.2018.

Теоретическая и практическая значимость работы:

Настоящее исследование направлено на поиск рабочего концентрационного интервала легирования сплавов никелида титана серебром, при котором материал будет хорошо деформироваться, сохранив высокие параметры памяти формы и механические характеристики. Данная работа позволит разработать новые сплавы для дальнейшего применения в медицине.

Представленные результаты в работе дополняют пробел в теоретических и экспериментальных знаниях по влиянию микролегирования серебром (0,1 и 0,2 ат. %) на свойства исходных крупнозернистых и механо-термообработанных сплавов. Особенности изменения структурно-фазового состава, макро- и микросвойств при введении серебра разной концентрации (0-1,5 ат. %) расширяют научные знания

контроля фазовой морфологии и размер зерна, а также образование различных объемных долей, размеров и распределений частиц. Концентрационный состав сплава на основе никелида титана с 0,1 ат. % Ag является перспективным для получения материала с высокими функциональными и цитотоксическими свойствами. Сформированная после многократной деформационной обработки однородная нанокристаллическая структура сплава с 0,1 ат. % Ag дает возможность получать высоко адаптированную к биологическим тканям тонкую проволоку для изготовления сетчатого имплантационного материала.

Методология и методы исследования:

Для исследования структурно-фазового состава, микроструктуры были применены рентгенофазный метод исследования, оптическая металлография, растровая и просвечивающая микроскопия с элементным микроанализом; характеристики мартенситных превращений и параметры эффекта памяти формы исследовали с помощью потенциометрического метода, измерения деформации в условиях растяжения под постоянной нагрузкой; механические испытания проводили в условиях деформации растяжением, оценка жизнеспособности клеток проводилась по стандартной методике исследования цитотоксичности.

Положения, выносимые на защиту:

1. Основанная на бинарных диаграммах состояниях теоретическая диаграмма состояния тройной системы Ti-Ni-Ag и обоснование преимущественного расположения атомов серебра на подрешетке титана исходя из размерных и электронных факторов.

2. Установленная граница растворимости серебра комплексными экспериментальными результатами структурных исследований.

3. Механизмы влияния частиц серебра на деформируемость тонких проволочных образцов с комплексом оптимальных характеристик, включающим многофазный состав, УМЗ структуру, температурные интервалы мартенситных превращений, параметры памяти формы, прочность и пластичность.

Степень достоверности полученных в диссертационной работе результатов и аргументированность выводов и положений, выносимых на защиту, определяется применением комплекса современных взаимодополняющих методов и подходов, анализом литературных данных, статистической обработкой экспериментальных данных и сопоставлением с данными других авторов.

Личный вклад автора:

Соискателем совместно с научным руководителем сформирован план работы, определены цель и задачи исследования, обсуждены результаты, сформулированы выводы. Экспериментальные результаты получены и обработаны соискателем самостоятельно. По результатам исследований подготовлены выступления с докладами на научных конференциях, написаны статьи (в соавторстве).

Апробация работы:

Материалы диссертации были представлены и обсуждены на XI международной конференция «Effect of external influences on the strength and plasticity of metals an alloys» (Барнаул 2015), XV российской научной конференции по физике твердого тела (Томск, 2016); II международной научной конференции «Сплавы с эффектом памяти формы». (Санкт-Петербург,2016), XXI Международной научно-практичесой конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Современные техника и технологии», Международной научно-практической конференции «Биосовместимые материалы с памятью формы и новые технологии в онкологии и челюстно-лицевой хирургии» (Томск-Красноярск, 2016); XIII-XV Международной конференции студентов и молодых ученых «Перспективы развития фундаментальных наук» (Томск, 2016, 2018), IV Международной конференции «Лазерные, плазменные исследования и технологии — ЛаПлаз 2018» (Москва, 2018); Международной конференции «Биоматериалы и имплантаты с памятью формы в медицине» (Корея, 2017), XII Международной биотехнологическом форум-выставке "РосБиоТех-2018" (Москва, 2018); Выставке научных и инженерных разработок школьников, студентов и молодых ученых «Наука, открытый формат» (Томск, 2019); международная конференция «Сверхэластичные материалы и умные технологии - SMST 2019» (Германия, 2019).

Публикации:

По теме диссертации опубликовано 22 работы, в том числе 9 статей в журналах, входящих в Перечень рецензируемых научных изданий, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученой степени кандидата наук, на соискание ученой степени доктора наук (из них 4 статьи в зарубежных научных журналах, входящих в Web of Science; 4 статьи в российских научных журналах, переводные версии которых входят в Web of Science), 1 патент Российской Федерации, 1 статья в прочем научном журнале, 11 публикаций в сборниках

материалов международных и всероссийских (в том числе с международным участием) научных и научно-практических конференций (из них 1 статья в издании, входящем в Web of Science; 2 статьи в сборниках материалов конференций, изданных за рубежом).

Структура и объем диссертации:

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, приложения, списка литературы (193 наименований), 13 таблиц, 69 рисунков. Работа изложена на 140 страницах.

В первой главе представлен литературный обзор теоретических и экспериментальных исследований механизма мартенситных превращений и факторов, влияющих на термоупругие мартенситные превращения, особенностей проявления гистерезисного поведения в сплавах на основе TiNi. Рассмотрена роль пластической деформации при многократных деформационных воздействиях в сплавах на основе TiNi. Внимание уделено анализу данных в мировой литературе по сплавам на основе никелида тиана с серебром.

Во второй главе сформулированы цели и задачи работы, обоснован выбор исследуемого материала, описан метод их получения, представлены методы экспериментальных исследований.

В третьей главе представлены оригинальные результаты особенностей взаимодействия атомов Ti, Ni и Ag в системе Ti-Ni-Ag, теоретическая диаграмма состояния и эволюция кристаллических структур в системе Ti-Ni-Ag на основе анализа литературных данных. На основе размерного и электронного факторов основных сплавообразующих элементов Ti, Ni, Ag показано преимущественное расположение атомов серебра при легировании никелида титана в кристаллической структуре В2-фазы.

В четвертой главе описаны экспериментальные результаты структурных исследований, мартенситные превращения, параметры памяти формы, механические свойства и приведена оценка цитотоксичности сплавов на основе TiNi, легированных серебром (0-1,5 ат. %) без дополнительных термо-деформационных воздействий. Структурными исследованиями установлены границы растворимости легирующего элемента в сплаве никелида титана.

В пятой главе определен концентрационный интервал легирования серебром для деформируемых сплавов, представлены экспериментальные исследования влияния

малых добавок серебра (САё= 0^0,2 ат. %) на эволюцию микроструктуры, структурный и фазовый состав, мартенситные превращения, эффекты памяти формы и механическое поведение тонких проволочных образцов на основе никелида титана.

В приложении представлены результаты работы, связанные с решением конкретных задач в области разработки биосовместимого материала.

Сплав на основе никелида титана, легированный 0,1 ат. % Ag перспективен для использования в медицине в качестве имплантационного материала. Технический результат подтвержден конкретным примером.

В выводах представлены основные результаты, полученные в ходе выполнения диссертационной работы.

Глава 1. Мартенситные превращения, эффект памяти формы и функциональные свойства медицинских сплавов на основе никелида титана

1.1. Термоупругие мартенситные превращения и механизм МП в сплавах на основе Т1№

1.1.1. Термоупругие мартенситные превращения

Медицинские сплавы на основе никелида титана представляют интерес не только как практичный сплав с высокими прочностными и пластическими свойствами, но также как сплавы, которые демонстрируют уникальные физические явления, как возврат больших деформаций при снятии нагрузки и при нагреве [1-3]. Ключевой характеристикой этих явлений являются термоупругие мартенситные превращения [4, 15-19]. Мартенситные превращения (МП) представляют собой низкотемпературные сдвиговые бездиффузионные превращения, заключающиеся в закономерной перестройке решетки, в основу которого лежит кооперативный переход атомов из одной фазы в другую на расстояния, не превышающие межатомные с сохранением когерентности границ [4, 16]. Под кооперативностью понимается согласованный, упорядоченный характер движения большой совокупности атомов, в результате которого результирующая фаза наследует химический состав, дальний и ближний порядок исходной фазы. Движение мартенситной границы происходит скачкообразно из-за торможения на локальных препятствиях, присутствовавших в исходной фазе или появившихся во время превращения, и на температурных пиках, обусловленных выделением скрытой теплоты превращения. Мартенситные превращения в ряду фазовых превращений, как способ деформации, осуществляется кристаллографическим сдвигом в отличие от дислокационного скольжения и механического двойникования, и поэтому приводит к макроскопическому формоизменению и объемной деформации [2022]. В то время как первые наблюдения за мартенситными структурами были сделаны Адольфом Мартенсом около 1890 года, феноменологическая теория мартенситной кристаллографии была независимо сформулирована двумя группами исследователей (Боулз и МакКензи) и (Векслер, Либерман, Рид) [23, 24]. Основное предположение этой теории состояло в том, что граница аустенит-мартенсит должна быть с нулевым искажением в макроскопическом смысле, чтобы минимизировать полную энергию деформации.

Фазы, вовлеченные в мартенситные превращения, упоминаются как аустенит и мартенсит, каждая из которых имеет разную кристаллическую структуру и разные свойства [1, 16, 25]. Аустенит является исходной фазой и обладает высокой

и и / и \ с» и

структурной энергией (а также энтропией) по сравнению с энергией мартенситной решетки. Аустенитная фаза стабильна только при высокой температуре, в то время как мартенсит с пониженной симметрией, структурной энергией и энтропией стабилизируется при более низкой температуре. Межфазные границы кристаллов мартенсита и аустенита образуют габитусную плоскость [2, 23-25]. Такая инвариантная кристаллографическая плоскость в процессе МП остается минимально искаженной. Атомные плоскости и направления при переходе через границу лишь изменяют свое направление. Минимальным упругим искажениям вблизи такой границы соответствует наличие деформации с инвариантной решеткой, например, двойникования, наряду с собственной деформацией.

Закономерность перестройки решетки при мартенситных превращениях вытекает из строгих кристаллогеометрических соотношений между кристаллическими структурами исходной и мартенситной фаз. Кристаллографическое превращение аустенита в мартенсит в основном состоит из двух частей: искажения Бэйна и инвариантного сдвига в решетке [26]. Искажение Бэйна включает в себя деформацию решетки и связано с кооперативным движением группы атомов в исходной фазе для

и и /—^ с» и

создания новой кристаллической структуры. С другой стороны, инвариантный сдвиг -это шаг аккомодации, связанный с двойникованием решетки внутри нового кристалла.

Во время прямого превращения аустенит превращается в термоупругий мартенсит, структура которого имеет много вариантов вдоль габитусной плоскости [17, 27, 28]. Могут возникнуть 24 кристаллографически ориентированных мартенситных пластин. В результате эти эквивалентные кристаллы мартенсита различной ориентации образуют фазу продукта. Эти варианты приспособлены таким образом, что общая деформация материала сводится к минимуму, и, следовательно, упоминаются как самоакомадационные варианты. По этой причине макроскопическая форма материала не изменится, хотя и будет изменена его кристаллическая структура. При нагреве и приложении внешних напряжений количество образованных вариантов мартенсита уменьшается, вплоть до возникновения одной (в идеале), при которой наблюдается максимальная деформация. При обратном фазовом превращении восстанавливается

высокосимметричная аустенитная фаза, которая имеет только одну возможную ориентацию. Это связано с тем, что образующаяся при охлаждении и приложении внешних напряжений мартенситная фаза имеет более низкую симметрию, чем аустенитная.

Существуют различия между мартенситными превращениями, вызванными напряжением и термическим воздействием, которые влияет на величину деформации превращения [29, 30]. При приложении напряжения МП может быть вызвано в любом направлении из-за формирования мартенсита в нескольких вариантах. Единственным критерием является то, что приложенное напряжение должно быть достаточным для преодоления внутренних сопротивлений фазовому превращению и в то же время ниже предела текучести матрицы, иначе произойдет пластическая деформация. Механизм позволяет структуре накапливать изменения решетки, чтобы выровняться в крайнем единственном направлении. Во время термически индуцированного фазового превращения при постоянной приложенной нагрузке достигнутая деформация превращения сильно зависит от величины нагрузки. Если сплав с памятью формы охладить ниже начальной температуры мартенсита без приложенной нагрузки, полученный мартенсит будет самоаккомадирован, и деформация макроскопического превращения не будет наблюдаться. Когда механическая нагрузка прикладывается во время охлаждения, при фазовом превращении образуется деформированный мартенсит и наблюдается макроскопическое деформационное превращение.

Термоупругие мартенситные превращения отличаются от нетермоупругих механизмом обратного превращения [2, 16, 19, 27]. При охлаждении происходит непрерывный рост мартенситных пластин и зарождение новых пластин до тех пор, пока мартенситные пластины не начинают сталкиваться между собой или с границами зерен. Рост кристаллов мартенсита можно остановить и продолжить при любом этапе, понижая температуру или увеличивая напряжения. Обратное превращение при нагреве осуществляется посредством сокращения и коллапса мартенситных кристаллов, зародившихся и выросших при прямом т.е. путем обратного движения границы мартенсит - исходная фаза. Восстановление кристаллической структуры, и как следствие, формы является следствием такого механизма обратного превращения [2, 16]. В нетермоупругих мартенситных превращениях неподвижная межфазная граница не может двигаться в обратном направлении при нагреве, но вместо этого внутри

неподвижных мартенситных пластин зарождается исходная фаза [19, 27]. Таким образом, термоупругий характер мартенситных превращений определяется такими факторами, как сохранение когерентности и подвижности мартенситных границ, их способность к возвратному движению; стимулирование обратного превращения возвращающей силой; снижение симметрии при прямом, повышение при обратном превращении; вторичная деформация посредством двойникования или разбиения кристалла на домены различных ориентационных вариантов.

1.1.2. Кинетика и термодинамика термоупругих МП

Энергетическое понимание зарождения мартенсита важно для понимания термодинамики и кинетики роста мартенсита. Пластина мартенсита может расти под влиянием энергетического баланса между химическим и нехимическим вкладом свободной энергии. Основные особенности термоупругих МП можно представить через уравнение свободной энергии мартенситной и исходной фаз [2, 29-32]:

химическая составляющая изменения свободной энергии, ЛСу^^ - упругий вклад в

изменение нехимической составляющей свободной энергии; ЛС^^1 - поверхностный вклад в изменение нехимической составляющей свободной энергии.

Химическое изменение свободной энергии является движущей силой превращения, в то время как нехимическая свободная энергия представляет собой запасенную упругую энергию и поверхностную энергию, противодействующую превращению [31, 32]. Химический вклад связан со стабильностью ее кристаллической структуры, зависит от температуры и ее энтропии. Нехимический вклад тесно связан с морфологией и концентрацией включения и напряженным состоянием гетерогенной системы.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Байгонакова Гульшарат Аманболдыновна, 2019 год

Список литературы

1. Otsuka K. Physical metallurgy of Ti-Ni-based shape memory alloys / K. Otsuka, X. Ren // Progress in Mater. Sci. - 2005. - № 50. - P. 511-678.

2. Медицинские материалы и имплантаты с памятью формы: в 14 томах / под ред. В.Э. Гюнтера. - Томск: Изд-во МИЦ, 2011. - Т.1. -534 с.

3. Материалы с эффектом памяти формы: Справ. Изд. В 4 томах / под. ред. В.А. Лихачева,СПб.: НИИХ СПбГУ, 1998. - Т.3. - 474с.

4. Otsuka K. Shape Memory Materials / K. Otsuka, C.M. Wayman. - Cambridge: Cambridge University Press, 1999- 284 р.

5. A'lvares da Silva G. Designing NiTiAg shape memory alloys by vacuum arc remelting: first practical insights on melting and casting / G. A'lvares da Silva, J.Otubo // Shap. Mem. Superelasticity. - 2018. - Vol. 4, № 4. - P. 402-410.

6. Introduction of antibacterial function into biomedical TiNi shape memory alloy by the addition of element Ag / Y.F. Zheng [et al.] / Acta Biomater. - 2011. Vol. 7. - P. 27582767.

7. Effect of Silver Addition on the Properties of Nickel-Titanium Alloys for Dental Application / K.T. Oh [et al.] // J. Biomed. Mater. Res. - 2006. - Vol. 76B. - P. 306-314.

8. TiNiCuAg shape memory alloy films for biomedical applications / W.T. Jhou [et al.] // J. Alloys Compd. - 2018. - Vol. 738. - P. 336-344.

9. Zamponi C. Ni-Ti-Ag shape memory thin films / C. Zamponi, M. Wuttig, E. Quandt // Scripta Mater. - 2007. - Vol. 56. - P. 1075-1077.

10. Microstructures and martensitic transformation behavior of superelastic Ti-Ni-Ag scaffolds / S. Li [et al.] // J. Mater. Res. Bull. - 2016. - Vol. 82. - P. 39-44.

11. Quandt E. Superelastic NiTi thin films for medical applications / E. Quandt, C. Zamponi // Adv. Sci. Technol. - 2008. - Vol. 59. - P. 190-197.

12. Martensitic transformation behavior of Ti-Ni-Ag alloys / S.J. Chun [et al.] // Intermetallics. - 2014. - Vol. 46. - P. 91-96.

13. Martensitic transformation behavior in Ti-Ni-X (Ag, In, Sn, Sb, Te, Tl, Pb, Bi) ternary alloys / J.Y. Jang [et al.] // Mater. Res. Bull. - 2013. - Vol. 48. - P. 5064-5069.

14. The microstructure and martensitic transformation behaviors in Ti-Ni-Hf -X (Ag, Sn) high temperature shape memory alloys / X. Yi [et al.] // Journal of Alloys and Compounds. - 2018. - Vol. 756, № 5. - P. 19-25.

15. Курдюмов Г.В. Открытие явление термоупругого равновесия при фазовых превращениях мартенситного типа / Г.В. Курдюмов, Л.Г. Хандрос // Металлофизика. -1981. - Т.3. - Вып.2. -124c.

16. Курдюмов Г.В. Бездиффузионные (мартенситные) превращения // Журнал технической физики. - 1948. - Т.18, вып. 8. - С.999-1025.

17. Wang F.E. Crystal structure and a unique «Martensitic» transformation of TiNi / F.E. Wang, W.J. Buehler, S.J. Pichart// Joural of Applied Physics. - 1965. - V.36, № 10. -P.3232-3239.

18. Хачин В.Н. Структурные превращения, физические свойства и эффекты памяти в никелиде титана /Ю.И. Паскаль, В.Э. Гюнтер, Л.А. Монасевич, В.П. Сивоха// Физика металлов и металловедение. - 1978. - Т.46, вып.3. - С.511-520.

19. Пушин В. Г. Предпереходные явления и мартенситные превращения / В. Г. Пушин, В. В. Кондратьев, В. Н. Хачин. - Екатеринбург :УрО РАН, 1998. - 368 с.

20. Wayman C.M. Introduction to the crystallography of martensitic transformations. - NewYork: Macmillan, 1964 - 193 р.

21. J.W. Christian. The theory of transformations in metals and alloys. Oxford: Pergamon, 2002- p.

22. Гюнтер В.Э. Гистерезисное формоизменение в никелиде титана в условиях мартенситной деформации и демпфирования / В.Э. Гюнтер, В.Н. Ходоренко, Т.Л. Чекалкин // Материалы с памятью формы и новые технологии в медицине. - 2010. -С.328-332.

23. Wayman C.M. The phenomenological theory of martensite crystallography/ C.M. Wayman // MMTA. - 1994. - Vol. 25, № 9. - P.1787-1795.

24. Wasilewski R.J. On the nature of the martensitic transformation / R.J. Wasilewski // Metallurgical Transactions A. - 1975. - Vol.6. - P.1405-1418.

25. Сплавы никелида титана с памятью формы. Ч.1. Структура, фазовые превращения и свойства/ под ред. В.Г. Пушина. - Екатеринбург: Уро РАН, 2006. - 438с.

26. Lu Z. K. Martensitic transformation and stress-strain relations of shape-memory alloys / Z.K. Lu, G.J. Weng // Journal of the Mechanics and Physics of Solids. - 1997. - Vol. 45, № 11-12. - P.1905-1921.

27. Wang F.E. Mechanism of TiNi martensitic transformation and crystal structure of TiNi II and III phases / F.E. Wang, S.J. Piscart, H.A. Alperin // Journal of Applied Physics.

- 1972. - V.43, №1. - Р. 97-112.

28. Хачин В.Н. Неупругая деформация никелида титана, претерпевающего термоупругое мартенситное превращение / В.Н. Хачин, В.Э. Гюнтер, Л.А. Соловьев // Физика металлов и металловедение. - 1975. - Т.39, вып.3 - С.605-610.

29. Ortin, J. Thermally induced martensitic transformations: theoretical analysis of a complete calorimetric run / J. Ortin // ThermochimicaActa. - 1987. - V.121. - P. 397-412.

30. Lagoudas D.C. Modeling of transformation-induced plasticity and its effect on the behavior of porous shape memory alloys. Part II: porous SMA response / D.C. Lagoudas, P.B. Entchev // Mechanics of Materials. - 2004. - V. 36, № 9. - P. 893-913.

31. Ortin, J. Thermodynamics of thermoelastic martensitic transformations / J. Ortin, A. Planes //Acta Metallurgica. - 1987. - V.37. - P. 1433 - 1441.

32. Ziolkowski A. Kinetics models of thermoelastic martensitic phase transformation / A. Ziolkowski // Pseudoelasticity of Shape Memory Alloys 2015/ - P. 157-178.

33. Otsuka K. Crystal structure and internal defects of equiatomic TiNi martensite / K.Otsuka, T.Sawamura; K.Shimizu // Physica Status Solidi (A) Appl. Res. -1971. -Vol. 5, № 2. - P. 457-470.

34. Hehemann, R. F. Relations between the premartensitic instability and the martensite structure in TiNi / R. F. Hehemann, G. D. Sandrock // Scripta Metallurgica.- 1971.

- Vol. 5, № 9. - P. 801-805

35. Otsuka K. Martensitic transformations in nonferrous shape memory alloys / K. Otsuka, X. Ren // Mater. Sci. Eng. - 1999. - Vol. 273-275. - P. 89-105.

36. Otsuka K. Recent developments in the research of shape memory alloys / K. Otsuka, X. Ren // Intermetallics. -1999. - Vol.7, № 5. - P. 511-528.

37. Crystal structure of the martensite in Ti-49.2 at.% Ni alloy analyzed by the single crystal X-ray diffraction method / Y. Kudoh [et al.] // Acta Metallurgica- 1985. - Vol.33, № 11. - P. 2049-2056.

38. Dautovich D.P. Phase Transformations in TiNi / D.P. Dautovich, G.R. Purdy // Can.Metall.Q. - 1965. - Vol. 4, № 2. - P. 129-143

39. Vatanayon S. Martensitic Transformations in в Phase Alloys / S. Vatanayon, R.F. Hehemann //Shape Memory Effects in Alloys. -NewYork: Plenum, 1975. -Р. 115-145.

40. Mechanical twinning in Ti50Ni47Fe3 and Ti49Ni5i alloys / E. Goo [et al.] // ActaMet.- 1985. - Vol. 33, № 9. - P. 1725-1733.

41. Structural study of R-phase in Ti-50.23at%Ni and Ti-47.75at%Ni-1.50at%Fe alloys / T. Hara [et al.] // Mater. Trans. JIM.-1997. - Vol.38. - P. 11-17.

42. Структурно-фазовые состояния и физико-механические свойства сплавов на основе никелида титана, легированных ванадием и ниобием Марченко Е.С. Структурно-фазовые состояния и физико-механические свойства сплавов на основе никелида титана, легированных ванадием и ниобием: дис. ... канд. физ. - мат. наук. / Е.С. Марченко - Томск: - 2012. - 164 с.

43. Клопотов А.А. Особенности изменения кристаллической решетки при мартенситных превращениях в интерметаллидах в сплавах на основе никелида титана / А.А.Клопотов, Е.С.Марченко // Имплантаты с памятью формы. - 2007. - № 1-2. - C. 7892.

44. Никелид титана. Медицинский материал нового поколения / В.Э. Гюнтер [и др.] - Томск: Изд-во МИЦ. - 2006. - С. 296.

45. Воронин В.И., Найш В.Е., Новоселова Т.В., Пушин В.Г., Сагарадзе И.В. / Структуры моноклинных фаз в никелиде титана I. Каскад превращений В2^В19^ В19' // ФММ. - 2000. - Т.89. - № 1. - С. 16-22.

46. Гюнтер В.Э., Домбаев Г.Ц., Сысолятин П.Г. и др. Медицинские материалы и имплантаты с памятью формы. Томск: Изд-во Том.ун-та. - 1998. - 486 с.

47. Michal G.M. The structure of TiNi martensite / G.M. Michal, R. Sinclair // ActaCrystallogr.- 1981.- Vol.37. - P. 1803-1807.

48. Understanding the martensitic transformations in TiNi-based alloys by elastic constants measurement / X. Ren [et al.] // Materials Science and Engineering: A. - 1999. -Vol. 273-275, - P. 190-194.

49. Purdy G.R. A Study of the Titanium-Nickel System Between Ti2Ni and TiNi / G.R.Purdy, J.G.Parr // Trans. AIME, 1961 - Vol. 221. - P. 636-639.

50. M.J. Marcinkowski, A.S. Sastri, D. Koskimaki // Philos.Mag. - 1968. - Vol. 18. -P. 945.

51. A. Nagasawa, T. Maki, J. Kakinoki // J PhysSocJpn, 26 (1969), p. 1560

52. Effect of thermal cycling on the transformation temperatures of Ti-Ni alloy / S. Miyazaki [et al.] //Acta Metall. -1986. - Vol. 34. -P. 2045-2051

53. Miyazaki S. Mechanical behavior associated with the premartensitic rhombohedral-phase transition in a Ti50Ni57Fe3 alloy / S.Miyazaki, K. Otsuka //Philos.Mag.A. - 1984. - Vol. 50. - P. 393-408.

54. T.H. Nam, T. Saburi, K. Shimizu // TransJIM, 31 (1990), p. 959 Nam,T. H.; Saburi, T.; Shimizu, K. Materials Transactions JIM 1990, 31, 959-967

55. Miyazaki S. Shape-memory effect and pseudoelasticity associated with the R-phase transition in Ti-50.5 at.% Ni single crystals / S. Miyazaki, S. Kimura, K. Otsuka // Philos. Mag. A. 1988. -Vol. 57. - P. 467-478.

56. R-phase transformation phenomena in thermomechnically loaded NiTi polycrystals / P. Sittner [et al.] // Mech. Mater. - 2006. - Vol. 38. - P. 475-492.

57. Recovery stress associated with R-phase transformation in TiNi shape memory alloy: properties under constant residual strain / H. Tobushi [et al.] // JSME Int. J. A. - 1994-Vol. 37- P. 138-142.

58. Review of shape memory alloy research, applications and opportunities / J.M. Jani [et al.] // Mater. Des. - 2014. - Vol. 56. -P. 1078-1113

59. A comparative study of elastic constant of Ti-Ni-based alloys prior to martensitic transformation / X. Ren[et al.] // Mater. Sci. Eng. A. - 2001. - Vol. 312. -P. 196-206.

60. Saburi T. TiNi shape memory alloys / T.Saburi //Shape Memory Materials / eds. K. Otsuka, C.M. Wayman. - Cambridge: Cambridge University Press, 1998 - P. 49-95.

61. Kim J.I. Ageing-induced two-stage R-phasetransformationinTi-50.9 at.% Ni / J.I. Kim, Y.N. Liu, S. Miyazaki //Acta Mater. - 2004. - Vol. 52, - P.487-499.

62. Transformation behavior of a Ti50Ni47Fe3 alloy I. Premartensitic phenomena and the incommensurate phase / C. M. Hwang [et al.]. Phil. Mag. - 1983. - Vol. 47- P. 9-30.

63. Hwang C. M. Electron microscopy studies of martensitic transformations in ternary TiNiAlalloys / C.M. Hwang, C.M. Wayman // Scr. Metall. - 1983. - Vol. 17. - P. 1449-1453.

64. The effects of cold rolling on the martensitic transformation of an equiatomicTiNi alloy / H.C. Lin // Acta Metall. Mater. - 1991. - Vol. 39. - P. 2069-2080

65. Wang X.B. R-phase transformation in NiTi alloys / X.B. Wang, B. Verlinden, J.V. Humbeeck // Mater. Sci. Technol. - 2014. - Vol. 13. - P.

66. Waitz T. Martensitic phase transformations in nanocrystallineNiTi studied by TEM / T. Waitz, V. Kazykhanov, H.P. Karnthaler // Acta Mater. - 2004. - Vol. 52. - P. 137147.

67. Khalil-Allafi J. The mechanism of multistage martensitic transformations in aged Ni-rich NiTi shape memory alloys / J. Khalil-Allafi, X. Ren, G. Eggeler // Acta Mater. - 2002. - Vol.50. - P.793-803.

68. Origin of abnormal multi-stage martensitic transformation behavior in aged Ni-rich Ti-Ni shape memory alloys / G.L. Fan [et al.] //Acta Mater. - 2004. - Vol. 52. - P. 43514362.

69. HumbeeckJ. V.Non-medical applications of shape memory alloys / J. Van Humbeeck // Mater. Sci. Eng.A. -1999. - Vol. 273. - P. 134-148.

70. Goo E. TheB2 toR transformationinTi50Ni47Fe3 andTi49.5Ni50.5 alloys / E. Goo, R. Sinclair // Acta Metall. . - 1985. - Vol. 33, № 9. - P. 1717-1723.

71. Hara T. Structural Study of the R-Phase in Ti-Ni Alloy by the Rietveld Method / T. Hara,T. Ohba, K.Otsuka // J. Phys. IV. - 1995. - Vol. 5.- P. 641-645.

72. Carroll M.C. Multiple-step martensitic transformations in Ni-rich NiTi shape memory alloys / M.C. Carroll, Ch. Somsen, G. Eggeler // Scripta Materialia. -2004. - Vol. 50, № 2. - P. 187-192.

73. Understanding the martensitic transformations in TiNi-based alloys by elastic constants measurement / X.Ren [et al.] //Mater.Sci. Eng.A. - 1999.- Vol. 273-275. -P. 190194.

74. Two-stage martensitic transformation in NiTi alloys caused by stress fields / H. Morawiecz [et al.] // Scripta Mater.- 1997. - Vol. 35. - P.155-159.

75. Bataillard L. Interaction between microstructure and multiple-step transformation in binary NiTi alloys using in-situ transmission electron microscopy observations / L. Bataillard, J.E. Bidaux, R. Gotthardt // Phil. Mag. - 1998. - Vol. 78, № 2. P. 327-344.

76. Reversible change in transformation temperatures of a Ti-51at%Ni alloy associated with alternating aging / J. Zhang [et al.] // Scripta mater. -1999. - Vol. 41, № 10. -P. 1109-1113

77. Cai W. Martensite aging effect in Ti-Pd and Ti-Pd-Ni high temperature shape memory alloys /W. Cai, K. Otsuka, M. Asai // Mater. Trans. JIM. -1999. -Vol. 40, № 9. - P. 895-898.

78. Isothermal and a thermal martensitic transformations in Ni-Ti shape memory alloys / S. Kustov [et al.] // Acta Mater. - 2012. - Vol. 60. - P. 2578-2592.

79. On the effect of alloy composition on martensite start temperatures and latent heats in Ni-Ti-based shape memory alloys / J. Frenzel [et al.] // Acta Materialia. 2015. - Vol. 90. - P. 213-231.

80. Влияние старения на температуру начала мартенситного превращения в интерметаллиде TiNi / Лотков А.И [и др.] // Известия вузов. Физика. - 1982. - №10. -С.11-16.

81. Лотков, А.И. Структура и фазовые превращения в сплавах на основе никелида титана :дис. ... д-ра физ.-мат. наук: 01.04.07 / Лотков Александр Иванович. -Томск, 1991. - 411 с.

82. Influence of Ni on martensitic phase transformations in NiTi shape memory alloys / J. Frenzel [et al.] //Acta Mater. - 2010. - Vol. 58. - P. 3444-3458.

83. Homogeneity range and martensitic transformation in TiNi / R.J. Wasilewski [et al.] // Metallurgical Transactions. -1974. - Vol. 2. - P. 229-238.

84. WasilewskiR.J. On the Martensitic Transformation in TiNi / R.J. Wasilewski, S.R. Butler, J.E. Hanlon // Metal. Sci J. - 1967. - Vol. 1. - P. 104-110.

85. New modeling of the B2 phase and its associated martensitic transformation in the Ti-Ni system / W. Tang [et al.] // Acta Mater. -1999. - Vol. 47. - P. 3457-3468.

86. Honma T. TiNi-based shape memory alloys / T. Honma // Shape memory alloys / ed. H. Funakubo. - NY: Gordon and Breach Science Publishers, 1987. - P.61-172.

87. MillerD.A. Influence of cold work and heat treatment on the shape memory effect and plastic strain development of NiTi / D.A. Miller, D.C. Lagoudas // Mater. Sci. Eng., A. - 2001. - Vol. 308. - P. 161-175.

88. ShawJ.A. Thermomechanical aspects of NiTi / J.A. Shaw, S. Kyriakides // J. Mech. Phys. Solids. - 1995. - Vol. 43, № 8. - P. 1243-1281.

89. HornbogenE. Improved fatigue resistance of pseudo-elastic NiTi alloys by thermo-mechanical treatment / E. Hornbogen, A. Heckmann // Materialwiss. Werkstofftech.-2003. - Vol. 34. -P. 464-468.

90. ZhengY.Effect of ageing treatment on the transformation behavior of Ti-50.9 at.%Ni alloy. / Y.Zheng, F.Jiang// Acta Materialia. - 2008. - V.56, № 4. - P.736-745.

91. Treppman D. Thermomechanical treatment of NiTi / D. Treppman. -Düsseldorf: VDI-Verlag, 1997 -147р.

92. Xu X. Shock synthesis and characterization of ultrafine grained NiTi shape memory alloy / X. Xu, N. Thadhani // Scripta materialia. - 2001. - Vol. 10, № 44. - P. 24772483.

93. Size effects on the martensitic phase transformation of NiTi nanograins. / T. Waitz [et al.] // J. Mech. Phys. Solids. - 2007. - Vol. 55, № 2. - P. 419-444.

94. Waitz T. The self-accommodated morphology of martensite in nanocrystallineNiTi shape memory alloys / T. Waitz //Acta Materialia. - 2005. - Vol. 53. - P. 2273-2283.

95. Features of structure and phase transformations in shape memory TiNi-based alloys after severe plastic deformation / V.G. Pushin [et al.] // Ann. Chim. Sci. Mat.- 2002. -Vol. 27. - P. 77-88.

96. Saburi T. Deformation behavior of shape memory Ti-Ni alloy crystals / T. Saburi, M. Yoshida, S. Nenno //Scripta Metallurgica. - 1984. - Vol. 18, № 4, P. 363-366.

97. Zarinejad M. Dependence of transformation temperatures of NiTi-based shape-memory alloys on the number and concentration of valence electrons / M. Zarinejad, Y. Liu // Adv. Funct. Mater. - 2008. - Vol. 18. - P.. 2789-2794.

98. Egorushkin V.E. The electronic phase-diagram for the B2-RtransitioninNiTi / V.E. Egorushkin, A.I. Kulmentyev, A.Y. Flat // J.Phys.FMet.Phys. - 1987. - Vol. 17. - P. 289293.

99. Nnamchi P. A review on shape memory metallic alloys and their critical stress for twinning / P. Nnamchi, A. Younes, S. González. // Intermetallics. - 2019. - Vol. 105. - P. 61-78.

100. Чернов Д.Б. Принципы конструкционного применения материалов с термомеханической памятью, 1984. 150 с.

101. Хачин, В.Н. Никелид титана: структура и свойства / В.Н. Хачин, В.Г. Пушин, В.В. Кондратьев. - М.: Наука, 1992. - 160с.

102. Сплавы никелида титана с памятью формы. Ч.1. Структура, фазовые превращения и свойства/ под ред. В.Г. Пушина. - Екатеринбург: Уро РАН, 2006. - 438с.

103. Thermoelasticity, pseudoelasticity and the memory effects associated with martensitic transformations / H.Warlimont [et al.] // J Mater. Sci. 1974. Vol. 9. P. 1521-1535.

104. Miyazaki S. The Shape Memory Mechanism Associated with the Martensitic Transformation in Ti-Ni alloys—I. Self-accommodation / S. Miyazaki, K. Otsuka, C.M. Wayman // Acta Metall. - 1989. - Vol. 37, № 7. - P. 1873-1884.

105. Crack Initiation and Propagation in 50.9 at pct Ni-Ti Pseudoelastic Shape-Memory Wires in Bending-Rotation Fatigue / T. Sawaguchi [et al.] // Metal Mater. Trans. A. -2003. - Vol. 34. - P. 2847-2860

106. Size effect on martensitic phase transformations in nanocrystalline NiTi shape memory alloys / T.Waitz [et al.] // Mater. Sci. Technol. - 2008. - Vol. 24. P. 934-940.

107. Formation of Nanocrystalline structure in the amorphous Ti50Ni25Cu25 alloy upon severe thermomechanical treatment and the size effect of the thermoelastic martensitic B2 ^ B19 transformation / V.G. Pushin [et al.] // Phys. Met. Metallogr. - 2012 - Vol. 113. -P. 271-282.

108. Grain size effect on the R phase transformation of nanocrystalline NiTi shape memory alloys / X. Shi [et al.] // J. Mater. Sci. - 2014. - P. 4643-4647.

109. Chen I.W. Statistics of martensitic nucleation / I.W. Chen, Y.H. Chiao, K. Tsuzaki // Acta. Metall. - 1985. - Vol. 33. - P. 1847-1859.

110. Pelton A.R. Optimisation of processing and properties of medical grade Nitinol wire / A.R. Pelton, J. Dicello, S. Miyazaki // Minimally Invasive Therapy &AlliedTechnologies. -2000. - Vol. 9, № 2. - P. 107-118.

111. Sevillano G.J. Large Strain Work Hardening and Textures / G.J. Sevillano, V.P. Houtte, E. Aemoudt // Progress in Materials Science. - 1980. - Vol. 25. - P. 69-134.

112. Hughes D.A. High angle boundaries formed by grain subdivision mechanisms / D.A. Hughes, N. Hansen //Acta Materialia. - 1997. - Vol. 45. - P. 3871-3886.

113. Lloyd D.J. The structure and properties of some heavily cold worked aluminum alloys / D.J. Lloyd,D. Kenny //Acta Metallurgica. - 1980. - Vol. 28. - P. 639-649.

114. Structural and functional fatigue of NiTi shape memory alloys / G. Eggeler [et al.] // Materials Science and Engineering: A. - 2004. - Vol. 378, № 1-2, - P. 24-33.

115. Yawny A. Pseudoelastic cycling of ultra-fine-grained NiTi shape-memory wires / A. Yawny, M. Sade, G. Eggeler // Int. J. Mater. Res. - 2005. - Vol. 96, № 6. - P. 608-618.

116. Fatigue resistance of dual-phase NiTi wires at different maximum strain amplitudes / J.D. Silva [et al.] // International Journal of Fatigue. - 2019. - Vol. 125. P. 97100.

117. Impact protection behavior of NiTi shape memory alloy wires / C. Shen [et al.] // Materials Science and Engineering: A. - 2017. - Vol. 700. - P. 132-139.

118. The influence of temperature on the evolution of functional properties during pseudoelastic cycling of ultra-fine grained NiTi / J. Olbricht [et al.] // Mater. Sci. Eng. A. -2008. - Vol. 481-482. - P. 142-145.

119. Ammar O. Experimental investigation of the pseudoelastic behaviour of NiTi wires under strain- and stress-controlled cyclic tensile loadings / O. Ammar, N. Haddar, L. Dieng // Intermetallics. - 2017. - Vol. 81. - P. 52-61.

120. Microstructural aspects related to pseudoelastic cycling in ultra-fine grained Ni-Ti / A.M. Condo [et al.] // Mater. Sci. Eng. A. - 2008. - Vol. 481-482. - P. 138-141.

121. Characteristics of the stress-induced formation of R-phase in ultrafine-grained NiTi shape memory wire / J. Olbricht [et al.] // J. Alloy Compd. Vol. - 2013. - Vol. 579. - P. 249-252.

122. Electrochemistry of NiTi wires/springs subjected to static/cyclic loadings / J. Raceka [et al.] // Materials Today: Proceedings. - 2015. - Vol. 2S. - P. 965-969.

123. Orgeas L.Stress-induced martensitic transformation of a NiTi alloy in isothermal shear, tension and compression / L. Orgéas, D.Favier // Acta Materialia. - 1998. - Vol. 46, № 15. - P. 5579-5591.

124. Transmission electron microscopy investigation of dislocation slip during superelastic cycling of Ni-Ti wires / R. Delville [et al.] // Int.J. Plast. - 2011. - Vol. 27. - P. 282-297.

125. Gall. K. Cyclic deformation mechanisms in precipitated NiTi shape memory alloys / K. Gall, H.J. Maier //Acta Mater. - 2002. - Vol.50. P. 4643-4657.

126. Thermomechanical cyclic response of an ultrafine-grained NiTi shape memory alloy / B. Kockar [et al.] // Acta Mater. - 2008. - Vol. 56. -P. 3630-3646.

127. Brinson L.C. Stress-induced transformation behavior of a polycrystalline NiTi shape memory alloy: micro and macro mechanical investigations via in situ optical microscopy/ L.C. Brinson, I. Schmidt, R. Lammering // J. Mech. Phys. Solids. - 2004. - Vol. 52. - P. 1549-1571.

128. Strain dependent deformation behavior in nanocrystalline metals / H. Li [et al.] // Phys. Rev. Lett. - 2008. - Vol. 101. - P. 015502

129. Toward a quantitative understanding of mechanical behavior of nanocrystalline metals / M. Dao [et al.] // Acta Mater. - 2007. - Vol. 55. - P. 41-65.

130. Kumar K.S. Mechanical behavior of nanocrystalline metals and alloys / K.S. Kumar, H.V. Swygenhoven, S. Suresh // Acta Mater. - 2003. - Vol. 51. - P. 5743-5774.

131. Deformation of electro deposited nanocrystalline nickel / K.S. Kumar [et al.] // Acta Mater. - 2003. - Vol. 51. - P. 387-405.

132. Plastic deformation with reversible peak broadening in nanocrystalline nickel /Z. Budrovic [et al.] // Science. - 2004. - Vol. 304. P. 273-276.

133. In situ observation of dislocation behavior in nanometer grains / L. Wang [et al.] // Phys. Rev. Lett. - 2010. - Vol. 105. - P. 135501

134. Hornbogen J.E. Microstructure and Thermo-Mechanical Properties of NiTi Shape Memory Alloys / J.E. Hornbogen // Mater. Sci. Forum. - 2004. - Vol. 455-456. - P .335-341.

135. On the multiplication of dislocations during martensitic transformations in NiTi shape memory alloys / T.Simon [et al.] // Acta Materialia. - 2010. - Vol. 58, № 5. - P. 18501860.

136. Perkins J. Lattice transformations related to unique mechanical effects / J. Perkins // Metall. Trans. - 1973. - Vol. 4, № 12. - P. 2709-2721.

137. Perkins J. Stress-induced martensitic transformation cycling and two-way shape memory training in Cu-Zn-Al alloys / J. Perkins, R.O. Sponholz // Metall. Trans. A. - 1984. -Vol. 15A. - P. 313-321.

138. Scherngell H. Generation, Development and Degradation of the Intrinsic Two-Way Shape Memory Effect in Different Alloy Systems / H. Scherngell, A.C. Kneissl // Acta Mater. - 2002. - Vol. 50. - P. 327-341.

139. Rios-Jara D. On the Characterization and Origin of the Dislocations Associated with the Two-Way Memory Effect in Cu-Zn-Al Thermoelastic Alloys / D. Rios Jara, G. Guenin // Acta metall. - 1987. - Vol. 35. - P. 109-119.

140. Kajiwara S. Roles of dislocations and grain boundaries in martensite nucleation / S. Kajiwara // Metal Trans. - 1986. - Vol. 17. - P.1693-1702.

141. Two-stage martensitic transformation in a deformed and annealed NiTi alloy / H. Morawiec [et al.] // ScriptaMater. - 1996. - Vol. 35. - P. 156159.

142. Pond R.C. A comparison of the phenomenological theory of martensitic transformations with a model based on interfacial defects / R.C. Pond, S. Celotto, J.P. Hirth // Acta Mater. - 2003. - Vol. 51. - P. .5385-5398.

143. Olson G.B. A general mechanism of martensitic nucleation: Part I. General concepts and the FCC^ HCP transformation / G. B. Olson, M. Cohen // Met. Trans. A. -1976. - Vol. 7. - P. 1897-1904.

144. Nucleation and Self-Accommmodation of the R-Phase in Ti-Ni Alloys / Fukuda [et al.] // Mater. Trans. - 1992. - Vol. 33. - P. 271-277.

145. Martensite nucleation on dislocations in Cu-Al-Ni shape memory alloys / A.Ibarra [et al.] // Appl. Phys. Lett. - 2007. - Vol. 90. - P. 101907.

146. Elementary transformation and deformation processes and the cyclic stability of NiTi and NiTiCu shape memory spring actuators C. Grossmann [et al.] // Metall. Maters. Trans. A.- 2009. - Vol. 40A. - P. 2530-2534.

147. Pons J. Electron microscopy study of dislocations associated with thermal cycling in a CuZnAl shape memory alloy / J. Pons, F. Lovey, E. Cesari // Acta Metallurgica et Materialia. - 1990. - Vol. 38. - P.2733-2740.

148. Stress dependence of the hysteresis in single crystal NiTi alloys / R.F. Hamilton [et al.] // Acta Mater. -2004. - Vol. 52. - P. 3383-3402.

149. Melaiye A. Silver and its application as an antimicrobial agent / A. Melaiye, W.J. Youngs // Expert Opin. - 2005. - Vol.15. - P. 125-130.

150. Antibacterial coatings on titanium implants / L. Zhao [et al.] // J. Biomed. Mater. Res. B. - 2009. - Vol. 91. - P. 470-480.

151. Antimicrobial activities of silver used as a polymerization catalyst for a wound-healing matrix / R. Babu [et al.] // Biomaterials. - 2006. - Vol. 27. - P.. 4304-4314.

152. RF magnetron sputtering mediated NiTi/Ag coating on Ti-alloy substrate with enhanced biocompatibility and durability / E. Thangavel [et al.] // Materials Science and Engineering: C. - 2019. - Vol. 99. - P. 304-314.

153. Strain specificity in antimicrobial activity of silver and copper nanoparticles / J.P. Ruparelia [et al.] // Acta Biomater. - 2008. - Vol. 4. № 3. - P. 707-716.

154. Zain N.M. Green synthesis of silver and copper nanoparticles using ascorbic acid and chitosan for antimicrobial applications / N.M. Zain, A.G. Stapley, G. Shama // Carbohydr. Polym. - 2014. - Vol. 112. - P. 195-202.

155. Wan Y.Z. Surface modification of medical metals by ion implantation of silver and copper / Y.Z. Wan, S. Raman, F. He, Y. Huang // Vacuum. - 2007. - Vol. 81, № 9. - P. 1114-1118.

156. Rai M. Silver nanoparticles as a new generation of antimicrobials / M. Rai, A. Yadav, A. Gade // Biotechnol. Adv. - 2009. - Vol. 27. - P. 76-83.

157. Synthesis and characterization of nanostructured Ag on porous titania / M. Wen [et al.] // Appl. Surf. Sci. - 2011. - Vol. 257. - P. 4836-4843.

158. Antibacterial and osteogenic properties of silver-containing hydroxyapatite coatings produced using a sol gel process / W. Chen [et al.] // J. Biomed. Mater. Res. A. -2007. - Vol. 82. - P. 899-906.

159. The inhibitory effects of silver nanoparticles, silver ions, and silver chloride colloids on microbial growth /O. Choi [et al.] // Water Res. - 2008. - Vol. 42. - P. 3066-3074.

160. An in vitro assessment of the antibacterial properties and cytotoxicity of nanoparticulate silver bone cement / V. Alt [et al.] // Biomaterials. - 2004. - Vol. 25. - P. 4383-4391.

161. Matsumoto H. Addition on an element to NiTi alloy by an electron-beam melting mehod / H. Matsumoto // J. Mater. Sci. Lett. - 1991. - Vol. 10. - P. 417-419.

162. P.J.S. Buenconsejo [et al.] // Proc. SMST-2010, Asiloma (2010), p. 2767.

163. Alvares da Silva G. Investigation of Ni- and Ti-content influence on microstructure and phase transformation behavior of NiTi SMA alloyed with Ag / G. Alvares da Silva, J. Otubo // MATEC Web Conf. - 2015. - Vol. 33. - P. 03009.

164. Antimicrobial titanium/silver PVD coatings on titanium / A. Ewald [et al.] // Biomed. Eng. Online. - 2006. - Vol. 5. - P. 22.

165. Gupta A. Effects of halides on plasmid-mediated silver resistance in Escherichia coli / A. Gupta, M. Maynes, S. Silver // Appl. Environ. Microbiol. - 1998. - Vol. 64, № 12. -P. 5042-5045.

166. Гюнтер В.Э. Исследования эффектов памяти формы в сплавах на основе TiNi: дис. ... канд. физ. - мат. наук. / В.Э. Гюнтер. - Томск: Изд-во Том. ун-та. - 1981. -163 с.

167. Патент № 1698688. Способ определения температурной зависимости предела текучести сплавов / Гюнтер В.Э., Серикова Т.Ю., Монасевич Л.А., Паскаль Ю.И. Опубл. В БИ. - 1991. - № 46

168. Корнилов И.И. Никель и его сплавы. Москва: АН СССР. 1958. 330 с.

169. Физико-химические принципы взаимодействия соединения никелида титана с легирующими элементами / ПотекаевА.И. [и др.] // Известия высших учебных заведений «Физика». - 2009. - № 9/2.

170. Кристаллогеометрические и кристаллохимические закономерности образования бинарных и тройных соединений на основе титана и никеля / Клопотов А.А. [и др.] // - 2011. - Томск: ТПУ, 2011. - 312 с.

171. Юм-Розери, В. Введение в физическое металловедение / В. Юм-Розери. -М.:Металлургия, 1965. - 204 с.

172. Лякишев Н.П. Диаграммы состояния двойных металлических систем. - М.: Машиностроение. 1996-2000. Т.1 - 3.

173. Phase equilibrium, structure, mechanical and biocompatible properties of TiNibased alloy with silver / Marchenko E.S., Baigonakova G.A. [и др.] // Mater. Res. Express. -2019. - Vol. 6, № 6. - 066559.

174. Физико-химические подходы к выбору легирующих элементов в тройных сплавах с эффектами памяти формы на основе никелида титана. II. Легирующий элемент - металлы групп VIA - VIIIA, IB и IIIB / [Клопотов А.А. и др.] // Вестник ТПУ.

- 2011. - С.120-125.

175. Study of structural phase transitions in quinary TiNi(MoFeAg)-based alloys / V. Gunther, E. Marchenko, G.Baigonakova [et al.] // Mater. Res. Express. - 2017. - Vol. 4, № 10.

- 105702.

176. Байгонакова Г.А. Влияние термоциклирования на мартенситные превращения сплавов (TiNiMoFe)Ag / Г.А. Байгонакова, Е.С. Марченко, В.Э. Гюнтер // Письма в журнал технической физики. - 2017. - Т. 43, № 20. - С. 61-68.

177. Airoldi G. The electrical transport properties of shape memory alloys under a stress state / G. Airoldi, M. Pozzi // J. Eng. Mater. Technol. -1999. - Vol.121. - P.108-111.

178. Duerig T. The influence of the R-phase on the superelastic behavior of NiTi / T. Duerig, W.K. Bhattacharya. // Shape Mem. Superelastic. -2015. - Vol.1. - P.153-161.

179. Comparative study of R-phase martensitic transformations in TiNi-based shape memory alloys induced by point defects and precipitates / Chang P.C. [et al.] // Intermetallics.

- 2017. - Vol.84. - P.130-135.

180. Kwarciak J., Morawiec H. 1988 Некоторые проблемы интерпретации тепловых исследований обратимого мартенситного превращения J. Mater. Sci. 23 551-7

181. Потекаев А.И., Клопотов А.А., Козлов Э.В., Кулагина В.В. Слабоустойчивые предпереходные структуры в никелиде титана. Томск: Изд-во НТЛ. -2004. - С. 296.

182. Effects of thermal cycling on microstructure and properties in Nitinol / Pelton A.R. [et al.] // Mater.Sci.Eng. - 2012. - A 581. - P.130-138.

183. Churakova A.A. Effect of thermocycling on the temperatures of phase transformations, structure, and properties of the equiatomic alloy Ti50.0Ni50.0 / A.A. Churakova, D.V. Gunderov // Phys. Met. Metallogr. - 2016. - Vol.117. - P.99-105.

184. The equilibrium of martensite shear stress at phase transitions in TiNi-based alloy / V. Gunther [et al.] // Adv.Mater.Lett. - 2015. - Vol.6. - P.8-12.

185. Ling H.C. Stress-induced shape changes and shape memory in the R and martensite transformations in equiatomic NiTi / H.C. Ling, K.Roy // Metall. Trans. A - 1981. - Vol.12. - 2101-2111.

186. Martensite Transformations in the TiNi(Fe,Mo)Ag Alloys After Thermal Cycling / G. A. Baigonakova, E. S. Marchenko, L. A. Kolomiets [et al.] // KnE Materials Science. - 2017. -Vol. 2017 : Shape Memory Biomaterials and Implants in Medicine (SMBIM). Busan, South Korea, May 01-03, 2017. - Р. 34-42.

187. Марченко Е. С. Фазовые превращения сплавов на основе никелида титана, легированных серебром / Е. С. Марченко, Г. А. Байгонакова, В. Э. Гюнтер // Биосовместимые материалы с памятью формы и новые технологии в челюстно-лицевой хирургии и онкологии: сборник материалов всероссийской с международным участием научно-практической конференции. Красноярск, 28-30 июня 2016 г. - Красноярск; Томск, 2016. - С. 68-71.

188. Марченко Е.С. Влияние серебра на структуру и эффекты памяти формы биосовместимых сплавов на основе TiNi / Е.С. Марченко, Г.А. Байгонакова, В.Э. Гюнтер // Письма в журнал технической физики. - 2018. - Т. 44, № 16. - С. 96-103.

189. Baigonakova G. A. Shape memory effect parameters in TiNi-based alloys with silver / G. A. Baigonakova, E. S. Marchenko, D. V. Barashkova // Перспективы развития фундаментальных наук : сборник научных трудов XV Международной конференции

студентов, аспирантов и молодых ученых. Томск, 24-27 апреля 2018 г. - Томск, 2018. -Т. 1 : Физика. - С. 15-17.

190. Патент № 2668128 от 13.10.2017. Марченко Е.С., Байгонакова Г.А. Кокорев О.В., Гюнтер В.Э. Биосовместимый материал.

191. Гюнтер В.Э. Влияние поверхностного слоя на комплекс свойств тонкой проволоки из сплава на основе TiNi / В.Э. Гюнтер, Е.С. Марченко, С.В. Гюнтер, Г.А. Байгонакова // Письма в журнал технической физики. - 2018. - Т. 44, № 18. - С. 10-16.

192. Орлов А.Н., Перевезенцев В.Н., Рыбин В.В. Границы зерен в металлах. Москва: Металлургия, 1980. — 156 с.

193. Дударев Е.Ф. Микропластическая деформация и предел текучести поликристаллов. - Томск: Изд-во Томского ун-та, 1988. - 255 с.

194. Закономерности пластической деформации в высокопрочных и нанокристаллических металлических материалах. А.Н.Тюменцев [и др.]. Сиб. Отделение. РАН. - Новосибирск: СО РАН: Наука: Изд-во СО РАН, 2018. - 256 с.

195. Gunther, V., Physical properties of the TiNi-based alloys doped with silver / V. Gunther, E. Marchenko, G.Baigonakova // Materials Today: Proceedings. - 2017. - Vol. 4, № 3. - Р. 4727-4731.

196. Тканевая инженерия и клеточные технологии с использованием пористо-проницаемых инкубаторов из никелида титана / О.В. Кокорев [и др.]. Томск: Изд-во МИЦ, 2016. С. 54-67.