Лаборатория материаловедения сплавов с памятью формы

Краткая историческая справка о подразделении
Лаборатория материаловедения сплавов с памятью формы открыта в структуре Института в рамках отдела механики среды со структурой 2 сентября 1991 г в соответствии с приказом от 02.09.1991 г. №104-к. Лаборатория открыта на основе коллектива лаборатории электронных структур Сибирского физико-технического института (СФТИ) при Томском госуниверситете. Руководителем лаборатории был назначен, а впоследствии избран по конкурсу А.И. Лотков. Лаборатория электронных структур в СФТИ была организована профессором В.Е. Паниным и возглавлялась им до 1979 г, а с 1979 г. и до 1991 г. заведующим лабораторией являлся д.ф.-м.н. А.И. Лотков.

Области исследований, направления фундаментальных исследований
- физическая природа термоупругих мартенситных превращений и явлений, им предшествующих;
- разработка научных основ создания модифицированных поверхностных слоев, в том числе наноструктурных, с заранее заданными свойствами в сплавах со сдвигонеустойчивой матрицей с использованием нано- и микросекундных импульсных воздействий ионными и электронными пучками низких и средних энергий;
- механизмы и технологии формирования объемных субмикрокристаллических и наноструктурных состояний в сплавах на основе никелида титана; закономерности мартенситных превращений и неупругих свойств (эффектов памяти формы и сверхэластичности) в этих материалах;

Разработка и обоснование физических принципов инженерии покрытий и поверхностных слоев с ультрадисперсной структурой для создания материалов с высокими физико-механическими и химическими характеристиками.

Состав подразделения Общая численность 15 человек, в том числе: - 3 доктора наук, - 6 кандидатов наук, - 2 молодых научных сотрудника (до 33 лет)

Важнейшие научные результаты
- Развиты представления о физической природе мартенситных превращений в В2 интерметаллидах на основе титана: в основе этих превращений лежит аллотропное превращение титана в условиях интерметаллического соединения. Показано, что чем больше относительная доля d-состояний электронов титана на уровне Ферми в ряду TiFe-TiCo-TiNi-TiAu-TiPd-TiPt и чем меньше степень гибридизации этих состояний с d-состояниями электронов вторых компонентов, тем выше температура начала мартенситного превращения при охлаждении сплава и тем выше температуры проявления эффектов памяти формы и сверхэластичности.

- Установлены закономерности и особенности изменения температур, последовательности и гистерезиса мартенситных превращений в неравновесных двойных и многокомпонентных сплавах на основе TiNi в зависимости от состава и на разных стадиях высоко- и низкотемпературного старения в условиях, когда промежуточной фазой выделения является Ti₃Ni₄; на основе этих исследований разработаны физические принципы и предложены способы управления основными характеристиками мартенситных превращений в этих сплавах.

- Установлено, что имплантация ионов металлов в поверхностные слои сплавов на основе никелида титана и импульсное воздействие на них энергетическими электронными пучками приводит к образованию безникелевых и/или обедненных атомами никеля слоев толщиной около 40-60 нм после ионно-лучевого и более 400 нм после электронно-лучевого воздействий. Физическая природа этого эффекта обусловлена формированием неравновесной системы радиационных дефектов вакансионного типа в модифицированных поверхностных слоях и различными величинами энергий образования и миграции вакансий на подрешетках атомов титана и никеля в В2-структуре, что обеспечивает большую диффузионную подвижность атомов никеля, чем титана, и их потоки в глубокие слои от поверхности при движении вакансий к поверхности образцов.

- Разработаны физические принципы и технологии формирования с помощью комбинации импульсных ионных и электронных пучков низких энергий приповерхностных многослойных систем с заранее заданными свойствами в сплавах на основе никелида титана, каждый слой в которых отличается химическом составом, атомно-кристаллической структурной и морфологией.

- Установлено, что модификация поверхностных слоев имплантатов из никелида титана ионами циркония и молибдена, а также методом электронно-лучевой обработки эффективно повышает коррозионную стойкость и биосовместимость этих имплантатов; показано, что структура органических тканей, формирующихся на поверхности имплантата, зависит от свойств этой поверхности.

- Установлено, что концентрация вакансионных дефектов в никелиде титана при интенсивной пластической деформации достигает величины, сопоставимой с той, что при обычных условиях существует вблизи температуры плавления. На основе изучения фундаментальных характеристик точечных дефектов в сплавах развиты представления о структурообразующей роли дефектов в процессах измельчения зеренной структуры при интенсивной пластической деформации металлических материалов.

- С помощью многократного чередования операций осаждения тонкой Ti_60-70Ta_40-30 (ат.%) пленки и ее жидкофазного перемешивания с TiNi подложкой микросекундным низкоэнергетическим сильноточным электронным пучком сформированы поверхностные Ti-Ta-Ni сплавы толщиной от 1 до 3 мкм. Поверхностные Ti-Ta-Ni сплавы (ПС) обеднены никелем и имеют градиентную по глубине аморфно-нанокристаллическую структуру, состоящую из нескольких подслоев, отличающихся фазовым составом, средним размером зерна и ориентацией зёрен.

- Наличие ПС на поверхности сплавов на основе TiNi приводит: (1) при статическом растяжении к незначительному (на 30 МПа) повышению напряжения мартенситного сдвига, удлинению площадки мартенситной текучести на 20% по сравнению с исходными свойствами сплава; (2) не снижает неупругие свойства материала, изменяет соотношение вкладов эффектов памяти формы и сверхэластичности в обратимую деформацию, что имеет значение для использования данного способа поверхностной модификации сплавов на основе TiNi в медицине; (3) к повышению тромборезистентности поверхности более, чем в 2 раза; (4) не токсичны, способствуют дифференцировке мезенхимальных стволовых клеток костного мозга крысы в клетки костной ткани.

Разработки

В рамках ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы» в период с 05.06.2012г. по 30.06.2013г. выполнена ОТР на тему «Разработка технологии ионно-плазменной обработки приповерхностного слоя имплантируемых в предсердия зонтичных устройств», номер госконтракта 16.522.12.2019. Руководитель работы С.Г. Псахье, ответственный исполнитель А.И. Лотков. Головным исполнителем госконтракта являлся ИФПМ СО РАН (лаборатория материаловедения сплавов с памятью формы). Соисполнителями работы были 12 различных организаций, в том числе ТГУ, НИИ Кардиологии СО РАМН, ИХБФМ СО РАН, МГУ и индустриальный партнёр ООО «Ангиолайн интервеншионал девайс» (г. Новосибирск).

В результате выполнения работы:

- разработан технологический процесс модификации поверхности кардиоимплантата из никелида титана ионами кремния методом высокодозной ионной имплантации, обеспечивающий ускорение эндотелизации имплантата и его интеграцию с организмом в 1,3 раза;

- создана технология изготовления кардиоимплантата - зонтичного окклюдера для закрытия ушка левого предсердия с транскатетерной системой доставки с высокими параметрами биосовместимости, прочности и усталостной долговечности;

- опытно-промышленные технологии и оборудование для ионно-плазменной поверхностной обработки окклюдеров.

Разработка предназначена для решения проблемы мирового уровня - предотвращения инсультов у больных с неклапанной мерцательной аритмией (фибрилляцией) предсердий, вызываемых образованием тромбов в ушке левого предсердия.

Технологические разработки защищены патентами РФ №2508130, №2522932; №2538708 (патентообладатель - ИФПМ СО РАН).

Индустриальным партнёром ООО «Ангиолайн интервеншионал девайс» получено разрешение Росздравнадзора на производство и применение разработанного окклюдера и организовано его производство.

В рамках ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы» в период с 17.06.2014г. по 31.12.2015г. выполнено ПНИ на тему «Исследование возможности повышения степени клеточной адгезии, пролиферации и жизнеспособности эндотелиальных клеток на сосудистых стентах из сплавов на основе никелида титана путем плазменно-иммерсионной ионной модификации их поверхности», соглашение о предоставлении субсидии № 14.604.21.0031. Руководитель работы А.И. Лотков. Головным исполнителем госконтракта являлся ИФПМ СО РАН (лаборатория материаловедения сплавов с памятью формы). Соисполнителями работы были НИИ КПССЗ (г. Кемерово) и индустриальный партнёр ООО «Ангиолайн интервеншионал девайс» (г. Новосибирск).

В результате выполнения работы:

- разработан технологический процесс модификации поверхности внутрисосудистых стентов из никелида титана ионами кремния методом плазменно-иммерсионной обработки, обеспечивающий ускорение пролиферации эндотелиальных клеток в экспериментах in vitro в 1,5 - 1,7 раза, что снижает риск возникновения осложнений после имплантации стента в организм человека (рестеноза и тромбоза).

Разработка предназначена для решения проблемы мирового уровня - снижения риска рестеноза и тромбоза у больных атеросклерозом, вызываемых реакцией организма на установку имплантата.

Технологические разработки защищены патентами РФ №2579314, №169200 (патентообладатель - ИФПМ СО РАН).

В рамках ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы» в период с 27.10.2015г. по 31.12.2017г. выполнена ПНИЭР на тему «Исследование взаимодействия ионно-модифицированных саморасширяющихся стентов для периферических сосудов с тканями и жидкостями живого организма и создание экспериментального образца отечественного стента с улучшенными свойствами», соглашение № 14.578.21.0118 о предоставлении субсидии от 27.10.2015 г. Руководитель работы А.И. Лотков. Головным исполнителем госконтракта являлся НИ ТГУ. Соисполнителями работы были ИФПМ СО РАН (лаборатория материаловедения сплавов с памятью формы), НИИ ПК Национального исследовательского медицинского центра им. Академика Е.Н. Мешалкина (г. Новосибирск) и индустриальный партнёр ООО «Ангиолайн интервеншионал девайс» (г. Новосибирск).

В результате выполнения работы:

- создана лабораторная технология изготовления саморасширяющегося стента оригинального дизайна из сплава на основе никелида титана с модифицированной атомами кремния поверхностью с системой доставки для восстановления просвета периферических сосудов у больных атеросклерозом, обеспечившая ускорение интеграции стентов с живым организмом в 1,3-1,4 раза.

Разработка предназначена для решения проблемы мирового уровня - снижения риска рестеноза и тромбоза у больных атеросклерозом, вызываемых реакцией организма на установку имплантата.

Технологическая разработка защищена патентом РФ №2633639.

Разработан, совместно с коллективом исполнителей ИСЭ СО РАН, не имеющий мировых аналогов способ синтеза многокомпонентных поверхностных Ti-Ta-X (X=Ni, Zr, Nb) сплавов толщиной от долей до единиц микрометров на TiNi подложках. Способ основан на принципах аддитивных нанотехнологий и заключается в многократном чередовании в едином вакуумном цикле операций осаждении тонкой легирующей пленки и её жидкофазного перемешивания с подложкой с помощью широкоапертурного низкоэнергетического сильноточного электронного пучка (НСЭП). Способ реализован на модернизированной установке РИТМ-СП (ИСЭ СО РАН), оснащенной магнетронной распылительной системой, состоящей из трех магнетронов. Показано, что путем варьирования элементного состава и толщины пленки, а также условий синтеза (плотность энергии НСЭП в каждом импульсе, число импульсов в каждом цикле синтеза и числа циклов синтеза) данный подход позволяет осуществлять синтез поверхностных сплавов с нанокомпозитной и аморфной структурой заданной толщины и контролируемого элементного и фазового составов. В отличие от известных 2D поверхностных структур с аморфной и нанокомпозитной структурой, осаждаемых на 3D подложки традиционными (PVD и др.) методами, поверхностные сплавы, синтезированные данным методом, полностью лишены проблем, связанных с ограниченной адгезией покрытия и опасностью его отслоения от подложки в процессе эксплуатации.

Проекты, гранты, договора

1. ФЦП, Опытно-технологическая работа на тему «Разработка технологии ионно-плазменной обработки приповерхностного слоя имплантируемых в предсердия зонтичных устройств», номер госконтракта 16.522.12.2019. (рук. - Псахье С.Г., отв. исп. - Лотков А.И.)

2. ФЦП, Прикладные научные исследования на тему «Исследование возможности повышения степени клеточной адгезии, пролиферации и жизнеспособности эндотелиальных клеток на сосудистых стентах из сплавов на основе никелида титана путем плазменно-иммерсионной ионной модификации их поверхности», соглашение № 14.604.21.0031 о предоставлении субсидии от 17.06.2014 г. (рук. - Лотков А.И.)

3. ФЦП, Прикладные научные исследования и экспериментальная разработка на тему «Исследование взаимодействия ионно-модифицированных саморасширяющихся стентов для периферических сосудов с тканями и жидкостями живого организма и создание экспериментального образца отечественного стента с улучшенными свойствами», соглашение № 14.578.21.0118 о предоставлении субсидии от 27.10.2015 г. (рук. - Лотков А.И.)

4. Проект РНФ №15-13-00023 (2015-2017гг.) Исследование структурно-фазовых состояний и свойств поверхностных Ti-Ta сплавов, формируемых на принципах аддитивных технологий путем импульсного электронно-пучкового плавления систем пленка-подложка с целью повышения механической совместимости, рентгеноконтрастности и биоинтеграции медицинских сплавов с памятью формы на основе никелида титана (рук. - Мейснер Л.Л.).

5. Проект РНФ №18-19-00198 (2018-2020гг.) Функциональные Ti-Ta/Nb-Si/Ni поверхностные сплавы с нанокомпозитной и аморфной структурой на подложках из TiNi сплава: термодинамическое моделирование, тонкопленочный электронно-пучковый синтез, атомная структура и физико-механические свойства (рук. - Мейснер Л.Л.).

6. Проект государственного задания III.23.2.1 «Разработка и обоснование физических принципов инженерии покрытий и поверхностных слоев с ультрадисперсной, в том числе низкоразмерной, структурой для создания материалов с высокими физико-механическими и химическими характеристиками" (№ 0367-2018-0005) (рук. - Мейснер Л.Л.)

7. Программой фундаментальных научных исследований государственных академий наук на 2013-2020 годы Проект № III.23.2.2 «Разработка научных основ создания металлических и композиционных материалов с иерархически организованной структурой» (рук. - Лотков А.И., Найдёнкин Е.В.)

8. Проект РФФИ № 08-08-00515 «Роль дефектов кристаллического строения в механизмах фрагментации микроструктуры металлических сплавов под воздействием большой пластической деформации» (2008-2010 гг.) (рук. - Батурин А.А.)

9. Проект РФФИ № 13-08-90421 Укр_ф_а «Возможности достижения максимального ресурса обратимой неупругой деформации при пластическом деформировании сплавов с памятью формы для силовых и исполнительных устройств» (2013-2014 гг.) (рук. - Лотков А.И.)

10. Проект РФФИ № 14-08-31602 мол_а «Исследование закономерностей формирования сильнонеравновесных градиентно-изменяющихся нано- и субмикромасштабных структурно-фазовых состояний, локализованных в приповерхностной области никелида титана в результате электронно-пучковых воздействий на поверхность образца до и после ее покрытия субмикронным слоем тантала» (2014-2015 гг.) (рук. - Нейман А.А.)

11. Проект РФФИ № 16-58-00143 Бел_а «Комплексное повышение прочности и коррозионной стойкости титановых сплавов, легированных биологически инертными элементами, при формировании ультрамелкозернистой структуры для медицинских имплантатов» (2016-2017 гг.) (рук. - Лотков А.И.)

12. Проект РФФИ №16-38-00601 мол_а «Температурная зависимость обратимой неупругой деформации сплавов на основе никелида титана с разным размером зерна» (2016-2017 гг.) (рук. - Жапова Д.Ю.)

13. Проект РФФИ № 15-08-99489 «Разработка физических основ снижения водородной хрупкости материалов с эффектом памяти формы и сверхэластичности» (2015-2017 гг.) (рук. - Лотков А.И.)

Важнейшие публикации

1. Лотков А.И., Гончарова В.А., Лапшин В.П., Гришков В.Н., Подлевских М.Н.. Влияние гидростатического давления на упругие постоянные В2-фазы сплава Ti50Ni48Fe3 с эффектом памяти формы.//Доклады академии наук. -1993.-Т. 30.-№2.-С. 191-193.

2. Lotkov A.I., Dubinin S.F., Teplouchov S.G., Grishkov V.N. and Skorobogatov V.P. Premartensitic Phenomena in Ti49Ni51 Single Crystal//Journal De Physique IV, Colloque C8, supplement an Journal de Pnysique III, Volume 5, decembre 1995.- pp. C8-551-C8-555.

3. Лотков А.И., Гришков В.Н., Дубинин С.Ф., Теплоухов С.Т. Предмартенситные и мартенситные превращения в монокристалле Ti49Ni51 : влияние старения..//Известия высших учебных заведений. Физика.-1999.-№7.-С. 64-70.

4. Гришков В.Н., Лотков А.И.. Влияние химического состава и атомного дальнего порядка на температуры мартенситных превращений в двойных сплавах на основе TiNi. 1. Монофазные сплавы.//Перспективные материалы.-2002.-№6.-С.5-12.
Лотков А.И., Батурин А.А., Позитронная спектроскопия В2- соединений титана. Электронная структура, точечные дефекты, мартенситные превращения. - Томск: Изд-во НТЛ, 2004.-232с.

5. Гришков В.Н., Лотков А.И., Дубинин С.Ф., Теплоухов С.Г., Пархоменко В.Д. Модуляция коротковолновых атомных смещений в сплаве на основе TiNi, предшествующая мартенситному превращению В2®В19¢//Физика твердого тела.-2004.-Т. 46.-Вып.8.-С.1348-1355.

6. Meisner L.L, Sivokha V.P. / Effect of applied stress on the shape memory behavior of TiNi-based alloys with different consequences of martensitic transformations // Physica B. -2004.-Vol.344.-P.93-98.

7. Лотков А.И., Мейснер Л.Л., Гришков В.Н.. Сплавы на основе никелида титана: ионно-лучевая, плазменная и химическая модификация поверхности.//физика металлов и металловедение. 2005.-Том 99.- №5.-с. 66-78.

8. Лотков А.И., Гришков В.Н., Дубинин С.Ф., Теплоухов С.Г. Предмартенситные и мартенситные превращения монокристалле Ti49Ni51. Закаленное состояние из области гомогенности В2-фазы.//Перспективные материалы.-2005.-№1.-с. 73-78.

9. Гришков С.Г., Дубинин С.Ф., Лотков А.И., Пархоменко В.Д., Пушин В.Г., Теплухов С.Г. Сверхструктура смещения в сплаве на основе никелида титана, предшествующая мартенситному превращению В2®В19¢//Физика металлов и металловедение.-2005.-том 99.-№4.-с.101-112.

10. Лотков А.И., Батурин А.А., Гришков В.Н., Ковалевская Ж.Г., Кузнецов П.В. Влияние ультразвуковой пластической обработки на структурно-фазовое состояние поверхности никелида титана//Письма в ЖТФ.-2005-Том.31-вып.21.-с. 24-29.

11. Гриценко Б.П. Роль акустических колебаний, генерируемых при трении, в разрушении материалов трибосистем. Трение и износ. №5, 2005. С. 481-488.

12. Гриценко Б.П., Круковский К. В., Гирсова Н. В., Кашин О. А. "Влияние высокодозной ионной имплантации и акустических колебаний, генерируемых при трении, на износостойкость армко-железа и стали 45". Трение и износ. № 6, 2005. С. 622-627.

13. Гриценко Б.П., Круковский К. В., Гирсова Н. В., Кашин О. А. "Влияние высокодозной ионной имплантации и акустических колебаний, генерируемых при трении, на износостойкость армко-железа и стали 45". Трение и износ. № 6, 2005. С. 622-627.

14. Сплавы никелида титана с памятью формы. Часть 1. Структура, фазовые превращения и свойства. Коллективная монография. Под научной редакцией профессора Пушина В.Г. Екатеринбург: Ур0 РАН, 2006.-438с.
Meisner L.L. Lotkov A.I., Rotshtein V.P. , Markov A.B. , Razdorskii V.V. , Kopisova V.A. . Surface modification of TiNi alloy by electron beam influence. // Изв.вузов. Физика.-2006.-№8. Приложение.-С. 258-261.

15. Колобов Ю.Р., Кашин О.А., Шаркеев Ю.П., Гриценко Б.П., Найденкин Е.В. Технологии обработки поверхности изделий технического и медицинского назначения высокоэнергетическими потоками для восстановления их геометрических размеров и увеличения сроков эксплуатации. // Технология машиностроения. - 2006. - № 4. - С. 39-44.

16. Дударев Е.Ф., Почивалова Г.П., Колобов Ю.Р., Кашин О.А. Истинное зернограничное проскальзывание в крупнозернистых и субмикрокристаллических металлах и сплавах. В кн.: Особенности структуры и свойства перспективных материалов. Томск: Изд. НТЛ, 2006. - С. 349-364

17. Лотков А.И., Батурин А.А., Гришков В.Н., Копылов В.И. О возможности роли дефектов кристаллического строения в механизмах нанофрагментации зеренной структуры при интенсивной холодной пластической деформации металлов и сплавов. И журнал физическая мезомеханика. - 2007.-Том 10.-№3, -с. 64-79.

18. Псахье С.Г., Дударев Е.Ф., Кашин О.А., Найденкин Е.В., Каминский П.П. Структура и упругопластические свойства ультрамелкозернистых титана ВТ1-0 и сплава ВТ6 // Вопросы материаловедения. - 2007. - №4(52). - С. 208-213.

19. Наноинженерия поверхности. Формирование неравновесных состояний в поверхностных слоях материалов методами электронно-ионно-плазменных технологий. Коллективная монография. Ответственные редакторы член-корреспондент РАН Ляхов Н.З., д. физ.-мат. наук Псахье С.Г.. Новосибирск. Изд-во Сибирского отделения РАН.-2008.-276с.

20. Миронов Ю.П., Мейснер Л.Л., Лотков А.И. Структура поверхностных слоев никелида титана, сформированных импульсным электроннолучевым плавлением. // ЖТФ. -2008. -Т. 78, -В.7, С.118-126.

21. Мейснер Л.Л., Никонова И.В., Лотков А.И., Раздорский В.В., Котенко М.В. Влияние ионно- и электронно-лучевой модификации поверхности на коррозионные свойства и биосовместимость никелида титана в экспериментах in vivo. // Перспективные материалы. -2008.-№3.-С.1-13.

22. Лотков А.И., Псахье С.Г., Мейснер Л.Л., Матвеева В.А., Артемьева Л.В., Мейснер С.Н., Матвеев А.Л. Влияние химического состава и шероховатости поверхности никелида титана на пролиферативные свойства мезенхимальных стволовых клеток // Перспективные материалы. -2011.- №4.- С.42-53.

23. Lotkov A.I., Baturin A.A. Physical nature of martensite transformations in B2-type Ti compounds and TiNi-based alloys // Physical Mesomechanics.-V.14.-№5-6.-(2011). pp. 261-274.

24. С.Г. Псахье, А.И. Лотков, Л.Л. Мейснер, С.Н. Мейснер, В.А. Матвеева Влияние легирования кремнием поверхностных слоев никелида титана на его коррозионную стойкость и биохимическую совместимость // Изв. ВУЗов. Физика. -2012. -Т.55. -№9. С.78-87.

25. Золотухин Ю.С., Лотков А.И., Клопотов А.А., Гришков В.Н. Модель мартенситного превращения В2 → R в сплавах с В2 сверхструктурой // ФММ. 2012. Т.113. №6. С.571-579.

26. Meisner L.L., Lotkov A.I., Matveeva V.A., Artemieva L.V., Meisner S.N., Matveev A.L. Effect of Silicon, Titanium, and Zirconium Ion Implantation on NiTi Biocompatibility // Hindawi Publishing Corporation. Advances in Materials Science and Engineering Vol. 2012, Article ID 706094, 16 pages doi:10.1155/2012/706094

27. Firstov G., Koval Yu., Lotkov A.I., Grishkov V., Van Humbeeck J. The increase of the martensitic deformation during shape memory effect in deformed TiNi // Functional Mater. Let. 2012. V.5. #1. 1250011. P.1250011-1-1250011-4.

28. S.G. Psakhie, A.I. Lotkov, L.L. Meisner, S.N. Meisner, V.A. Matveyeva The surface alloying effect of silicon in a binary NiTi - base alloy on the corrosion resistance and biocompatibility of the material // Russian Physics Journal. V. 55(№9), P. 1063 - 1073, (2013).

29. Псахье С.Г., Лотков А.И., Мейснер Л.Л., Кудряшов А.Н., Мейснер С.Н., Абрамова П.В., Галанов А.И., Коршунов А.В. Коррозионная устойчивость модифицированного кремнием никелида титана в плазме крови // Изв. ТПУ.-2013.- Т.322.- № 3.- С.6-11.

30. Лотков А.И., Батурин А.А., Гришков В.Н., Копылов В.И, Тимкин В.Н. Влияние равноканально-углового прессования на измельчение зерна и неупругие свойства сплавов на основе никелида титана // Изв. вузов. Черная металлургия. - 2014 - Т.57. - №12. С.50-55.

31. Лотков А.И., Кашин О.А., Гришков В.Н., Круковский К.В. Влияние степени деформации при изотермическом abc-прессовании на эволюцию структуры и температуры фазовых превращений сплава на основе никелида титана // Перспективные материалы. - 2014. - № 9. - С.5-18.

32. Psakhie S.G., Meisner S.N., Lotkov A.I., Meisner L.L., Tverdokhlebova A.V. Effect of Surface Alloying by Silicon on the Corrosion Resistance and Biocompatibility of the Binary NiTi // Journal of Materials Engineering and Performance, - 2014, - Vol. 23, - Issue 7, pp. 2620-2629.

33. Нейман А.А., Мейснер Л.Л., Лотков А.И., Семин В.О. Фазовые и структурные состояния, индуцированные в приповерхностных слоях никелида титана импульсными сильноточными электронно-пучковыми воздействиями // Известия ВУЗов. Физика. - 2015. - Т.58, №2. - С.103-112.

34. Мейснер Л.Л., Остапенко М.Г., Лотков А.И., Нейман А.А. Особенности формирования и распределения фаз в поверхностных слоях TiNi после электронно-пучковых воздействий // Известия ВУЗов. Физика. - 2015. - Т.58, №5. - С.77-84.

35. Мейснер С.Н., Мейснер Л.Л., Лотков А.И., Твердохлебова А.В. Измельчение структуры поверхностного слоя никелида титана после ионной модификации ионами кремния // Известия вузов. Черная металлургия. -2015. - Т.58, № 4. - С.267-271.

36. Lotkov A.I., Koval Yu.N., Grishkov V.N., Zhapova D.Yu., Timkin V.N., Firstov G.S. Unfluence of Deformation during Warm Rolling on Martensitic Transformation Temperatures and the Value of Superelasticity and Shape Memory Effects in Ti49.2Ni50.8(at %) Alloy // Inorganic Materials: Applied Research. - 2015. - V.6. - No. 5. - pp.498-505.

37. Aleksandr Lotkov, Anatolii Baturin, Victor Grishkov, Ivan Rodionov, Victor Kudiyarov and Andrei Lider Effect of Hydrogen on Superelasticity of the Titanium Nickelide-Based Alloy // AIP Conference Proceedings. - 2015. V.1683. - P.020124-1-020124-4. doi: 10.1063/1.4932814.

38. Aleksandr I. Lotkov, Oleg A. Kashin, Yuliya A. Kudryavtseva, Larisa V. Antonova, Andrey N. Kudryashov, Vera G. Matveeva and Evgeniya A. Sergeeva. Interaction of human endothelial cells and nickel-titanium materials modified with silicon ions // AIP Conference Proceedings. - 2015. V.1683. - P.020126-1-020126-5. doi: 10.1063/1.4932816.

39. Lotkov A.I., Grishkov V.N, Kashin O.A., Baturin A.A., Zhapova D.Yu., Timkin V.N. Mechanisms of microstructure evolution in TiNi-based alloys under warm deformation and its effect on martensite transformation. The chapter in "Shape memory alloys: properties, technologies, opportunities". Edv. V.V. Rubanic and N.N. Resnina. Switzerland: Trans. Tech. Publication. 2015. 641 p. P.245-259.

40. A.I. Lotkov, O.A. Kashin, V.N. Grishkov, and K.V. Krukovskii. The Influence of Degree of Deformation under Isothermal abc Pressing on Evolution of Structure and Temperature of Phase Transformations of Alloy Based on Titanium Nickelide // ISSN 2075_1133, Inorganic Materials: Applied Research, 2015, Vol. 6, No. 2, pp. 96-104. doi: 10.1134/S2075113315020112

41. A.A. Neiman, L.L. Meisner, A.I. Lotkov, N.N. Koval, V.O. Semin, A.D. Teresov. Cross-sectional TEM analysis of structural phase states in TiNi alloy treated by a low-energy high-current pulsed electron beam. // Applied Surface Science (Elsevier). -2015.-V.327.-pp.321-326.

42. L. Meisner, Crystal-Chemical Aspects of the Stability of the Ordered Phase B2 in Volume Alloying of TiNi, in: (N. Resnina, V. Rubanik -eds.) Shape Memory Alloys: Properties, Technologies, Opportunities. Materials Science Foundation, Trans Tech Publication. 2015 pp. 554-571.

43. Жапова Д.Ю., Лотков А.И., Гришков В.Н., Тимкин В.Н., Родионов И.С., Колеватов А.С., Белослудцева А.А. Неупругие свойства никелида титана после тёплого abc-прессования // Известия вузов. Физика. - 2016. - Т. 59. - №7/2. - С.60-64.

44. Ахмедов Ш.Д., Баталов Р.Е., Андреев С.Л., Луговский В.А., Афанасьев С.А., Реброва Т.Ю., Ваизов В.Х., Роговская Ю.В., Лотков А.И., Кудряшов А.Н., Попов С.В. Первый опыт имплантации зонтичных устройств отечественного производства в ушко левого предсердия в эксперименте // Российский кардиологический журнал - 2016 - № 12 (140) - С.70-74.

45. Мейснер С.Н., Дьяченко Ф.А., Яковлев Е.В., Мейснер Л.Л. Влияние числа импульсов воздействий электронным пучком на изменение физико-механических свойств поверхностного слоя никелида титана // Известия высших учебных заведений. Физика. - 2016. - Т. 59, № 7/2. - С.159-163.

46. L.L. Meisner, A.B. Markov, D.I. Proskurovsky, V.P. Rotshtein, G.E. Ozur, S.N. Meisner, E.V. Yakovlev, T.M. Poletika, S.L. Girsova, V.O. Semin. Effect of inclusions on cratering behavior in TiNi shape memory alloys irradiated with a low-energy, high-current electron beam // Surface & Coatings Technology 302 (2016) 495-506.

47. Meisner L.L, Poletika T.M., Girsova S.L., Meisner S.N. Effect of crystallographic orientation on the structure of surface layers of the single NiTi crystals subjected to ion implantation // Vacuum. 2016. Vol. 129. P. 126-129.

48. А.И. Лотков, В.Г. Матвеева, Л.В. Антонова, О.А. Кашин, А.Н. Кудряшов. Основные направления модификации поверхности эндоваскулярных металлических стентов в решении проблемы рестенозов (Обзор 1 часть) // Комплексные проблемы сердечно-сосудистых заболеваний, № 1, 2017 г. С. 122-130. doi: 10.17802/2306-1278-2017-1-122-130

49. А.И. Лотков, В.Г. Матвеева, Л.В. Антонова, О.А. Кашин, А.Н. Кудряшов. Основные направления модификации поверхности эндоваскулярных металлических стентов в решении проблемы рестенозов (Обзор, 2 часть) // Комплексные проблемы сердечно-сосудистых заболеваний, № 3, 2017 г. С. 131-142 doi: 10.17802/2306-1278-2017-6-3-131-142

50. Лотков А.И., Гришков В.Н., Батурин А.А. Высокие обратимые неупругие деформации при пластическом дефрмировании никелида титана/ Перспективные материалы и технологии, Монография. В 2х т., Т1, Витебск:УО «ВГТУ», ISBN 978-985-481-510-7, Глава 21, C.341-357.

51. Baturin A., Lotkov A., Grishkov V., Rodionov I., Krukovskiy K. Hydrogen- induced failure of TiNi based alloy with coarse-grained and ultrafine- grained structure // Structural Integrity Procedia. 2016. V.2. P. 1481-1488. doi. 10.1016/j.prostr.2016.06.188.

52. Oleg Kashin, Evgeni Dudarev, Aleksandr Lotkov, Victor Grishkov. Dimensional stability of coarse-grained and submicrocrystalline tini shape memory alloy for medical use under quasistatic and cyclic bending. // Structural Integrity Procedia. 2016. V.2. pp.1514-1521. doi: 10.1016/j.prostr.2016.06.192.

53. A.I. Lotkov, O.A. Kashin, D.P. Borisov, M.G. Ostapenko, A.A. Neiman, K.V. Krukovskii, E.Yu. Gudimova. Effect of plasma immersion ion beam processing on the structure-phase state and the properties of the surface layers in titanium nickelide samples // Journal Russian Metallurgy (Metally), 2017(4), 250-254. doi 10.1134/S0036029517040139.

54. Meisner L.L., Markov A.B., Rotshtein V.P., Ozur G.E., Meisner S.N., Yakovlev E.V., Semin V.O., Mironov Yu.P., Poletika T.M., Girsova S.L., Shepel D.A. Microstructural characterization of Ti-Ta-based surface alloy fabricated on TiNi SMA by additive pulsed electron-beam melting of film/substrate system // J. Alloys Comp. - 2018. - Vol. 730. - P. 376-385. - https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2017.09.238.

55. Meisner S.N., Yakovlev E.V., Semin V.O., Meisner L.L., Rotshtein V.P., Neiman A.A., D'jachenko F. Mechanical behavior of NiTi surface alloyed with TiTa by pulsed electron beam melting // Applied Surface Science.-2018. -Vol.437. -P.217-226. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2017.12.107

Список патентов

1. Сивоха В.П., Мейснер Л.Л. Сплав с эффектом памяти формы (Варианты). Патент РФ на изобретение № 2251584 от 10.05.2005.

2. Мейснер Л.Л., Лотков А.И., Сивоха В.П., Псахье С.Г., Ротштейн В.П., Озур Г.Е., Карлик К.В. Материал с эффектом памяти формы. Патент РФ на изобретение № 2259415 от 27.08.2005.
Сплав с эффектом памяти формы, RU 2100468 C1, опубл.: 1997.12.27, Автор(ы): Мейснер Л.Л.; Сивоха В.П.; Хачин В.Н.; Лотков А.И.

3. Устройство контроля наличия пламени горелки, RU 2193734 C2, опубл.: 2002.11.27, Автор(ы): Гришков В.Н.; Лотков А.И.; Панин В.Е.; Козубов В.И.
Термочувствительный выключатель, RU 2177656 C1, опубл.: 2001.12.27, Автор(ы): Гришков В.Н.; Лотков А.И.; Козубов В.И.

4. Огнезадерживающий клапан, RU 2195984 C2, опубл.: 2003.01.10, Автор(ы): Гришков В.Н.; Лотков А.И.; Панин В.Е.; Козубов В.И.; Тимкин В.Н.

5. Способ ремонта внутренней поверхности труб и способ изготовления бандажа для ремонта внутренней поверхности труб, RU 2235188 C2, опубл.: 2004.08.27, Автор(ы): Гришков В.Н.(RU); Лотков А.И.(RU); Козубов В.И.(RU).

6. Турбинный расходомер (варианты), RU 2264600 C2, опубл.: 2005.11.20, Автор(ы): Гришков В.Н.(RU); Лотков А.И.(RU); Козубов В.И.(RU).

7. Материал с эффектом памяти формы, RU 2259415 C1, опубл.: 2005.08.27, Автор(ы): Мейснер Л.Л.(RU); Лотков А.И.(RU); Сивоха В.П.(RU); Псахье С.Г.(RU); Ротштейн В.П.(RU); Озур Г.Е.(RU); Карлик К.В.

8. Вентиляционная задвижка (варианты), RU 64741 U1, опубл.: 2007.07.10, Автор(ы): Гришков В.Н.(RU); Лотков А.И.(RU); Козубов В.И.(RU); Маркова И.И.(RU).

9. Котенко М.В., Мейснер Л.Л. Суворов О.Ю., Лесников В.И., Лотков А.И., Шляхов Н.В. Имплантат для боковых сегментов верхней челюсти. Патент на полезную модель №86451. Бюл. №25, 10.09.2009.

10. Котенко М.В., Мейснер Л.Л. Суворов О.Ю., Лесников В.И., Лотков А.И., Шляхов Н.В. Листовидный имплантат для боковых сегментов верхней челюсти. Патент на полезную модель №86452. Бюл. №25, 10.09.2009.

11. Мейснер Л.Л., Лотков А.И., Раздорский В.В., Котенко М.В., Никонова И.В., Макарьевский И.Г. «Дентальный внутрикостный имплантат и материал с эффектом памяти формы для его изготовления». Патент № 2397732 от 27.01.2010, опубликовано 27.08.2010 Бюл. №24.

12. Патент РФ №2464116 Способ получения высокопрочных титановых прутков круглого сечения с ультрамелкозернистой структурой / Дударев Е.Ф., Табаченко А.Н., Скосырский А.Б., Марцунова Л.С., Бакач Г.П., Почивалова Г.П., Кудрявцев В.А., Кашин О.А., Лотков А.И., Каминский П.П., Кашина О.Н. Опубликовано 20.10.2012.

13. Режим термической обработки зонтичного устройства для окклюзии ушка левого предсердия. Ноу-хау №4. Приказ ИФПМ СО РАН от 25.09.2012 г. № 65-од. / А.И. Лотков, В.Н. Гришков, О.А. Кашин, Л.Л. Мейснер, В.Н. Тимкин, Д.Ю. Жапова.

14. Псахье С.Г., Лотков А.И., Мейснер Л.Л., Мейснер С.Н., Бармина Е.Г. Способ изготовления кардиоимплантата из сплава на основе никелида титана с модифицированным ионно-плазменной обработкой поверхностным слоем. Патент РФ №2508130, Бюл. №6, 27.02.2014.

15. Лотков А.И., Кудряшов А.Н., Псахье С.Г., Мейснер Л.Л., Мейснер С.Н., Кашин О.А., Гришков В.Н., Нейман А.А., Круковский К.В. Устройство зонтичное (Окклюдер) с модифицированным поверхностным слоем. Патент №2522932, 21.05.2014, Бюл. № 20, 20.07.2014

16. Псахье С.Г., Михайлов М.Н., Легостаев В.Н., Ремнев Г.Е., Лотков А.И., Мейснер Л.Л., Кашин О.А., Лаук А.Л. Установка ионно-плазменной обработки изделий. Патент №2538708, 21.11.2014, Бюл. №1, 10.01.2015.

17. Лотков А.И., Кашин О.А., Борисов Д.П., Круковский К.В., Кудряшов А.Н., Кудрявцева Ю.А., Антонова Л.В., Коршунов А.В. Способ плазменно-иммерсионной ионной модификации поверхности изделия из сплава на основе никелида титана медицинского назначения. Патент РФ № 2579314, 22.05.2015, Бюл. №10, 10.04.2016.

18. Борисов Д.П., Лотков А.И., Кузнецов В.М., Кашин О.А., Кудряшов А.Н., Круковский К.В., Слабодчиков В.А. Устройство вакуумно-плазменной однородной модификации поверхности деталей. Патент РФ на полезную модель № 169200, 20.11.2015. Бюл. №7, 09.03.2017.

19. Лотков А.И., Кашин О.А., Кузнецов В.М., Кудряшов А.Н., Борисов Д.П., Круковский К.В., Слабодчиков В.А. Способ изготовления саморасширяющегося периферического стента из сплава на основе никелида титана с модифицированной поверхностью. Патент РФ 2633639, 05.12.2016. Бюл. № 29, 16.10.2017

Ресурсы

1. Оптический микроскоп "Axiovert-200MAT" предназначен для исследования микроструктуры и фазового состава материалов, морфологии поверхности, динамических процессов в материалах в изменяющихся температурных условиях.

2. Рентгеновские дифрактометры ДРОН-3М и ДРОН-7 предназначены для определения типов кристаллических структур, качественного и количественного фазового анализа материалов, исследований фазовых превращений, структурных состояний в объеме и приповерхностных областях материалов.

3. Растровый электронный микроскоп LEO EVO-50 предназначен для исследования поверхностей проводящих и непроводящих материалов и их повреждений, локального химического микроанализа материалов.

Общественное признание

Посещение ИФПМ СО РАН заместителем председателя Правительства РФ и руководителя ФАНО России. Слева направо первый ряд: Жвачкин С.А (губернатор ТО), Дворкович А.В (зам. председателя Правительства РФ), Котюков М.М. (руководитель ФАНО России), Чубик П.С. (ректор НИ ТПУ), Лотков А.И. (зав. лабораторией МСсПФ).

Посещение ИФПМ СО РАН заместителем председателя Правительства РФ и руководителя ФАНО России. Слева направо первый ряд: Жвачкин С.А (гуьернатор ТО), Дворкович А.В (зам. председателя Правительства РФ), Котюков М.М. (руководител ФАНО России).

Работа на экспериментально-технологическом оборудовании