Fontos funkcionális anyagként a titánfémet, olyan előnyeivel, mint az alacsony sűrűség, a magas specifikus szilárdság és a kiváló korrózióállóság, széles körben használják a repülőgép-, energia- és orvosi alkalmazásokban. Az orvosi titán- és titánötvözetek kifejlesztése nagyjából három periódusra osztható: az első időszakot tiszta titán és Ti-6AL-4V képviselte; A második időszak + ötvözetek voltak, amelyeket a Ti-5AL-2.5FE és a TI-6AL-7NB képvisel; és a harmadik időszak a javított bioperformációval és az alacsonyabb elasztikus modulussal rendelkező típusú titánötvözetek fejlesztésére összpontosított. Az új titánötvözet -anyagok alkalmazása lesz az orvostechnikai eszközök fejlesztésének jelenlegi mainstream iránya.
Az 1970-es években kezdődött az országomban az orvosi titánötvözetek kutatása, a Ti-2.5AL-2.5MO-2,5ZR (TAMZ) fejlesztésével az északnyugati kutatóintézet a színfémek északnyugati kutatóintézetén. Az 1990-es években később kifejlesztették a Ti-6AL-4V, a Ti-AL-2.5FE és a TI-6AL-7NB anyagokat, amelyek független szellemi tulajdonjogokkal rendelkeznek. A Kínai Tudományos Akadémia új-titáni ötvözetet is kifejlesztett, a Ti-24NB-4ZR-7.6SN. Az országomban a titánötvözet fejlesztése az új anyagok áttörésére és a titánötvözetek aktív alkalmazására összpontosít.
Titán korrózió tulajdonságok
A titán egy termodinamikailag instabil fém, viszonylag negatív passzivációs potenciállal, standard elektróda -1,63 V. Ezért könnyen passziváló oxidfilmet képez a légkörben és a vizes oldatokban, ami kiváló korrózióállóságot eredményez.
Titán korrózióállóság különböző közegekben
Az orvosi anyagok korrózióállóságának tanulmányozása döntő jelentőségű. Egyrészt egyes fémionok vagy korróziós termékek behatolása a beültetett anyagokból a biológiai szövetekbe változó fiziológiai reakciókat válthat ki. Másrészt a testfolyadékok jelenléte súlyosan romlik bizonyos anyagok teljesítményét, ami gyors károsodást vagy akár kudarcot eredményez. A viszonylag összetett emberi környezet hajlamos a nyomelemek feloldódására, megváltoztatva az oxidréteg stabilitását. Az enyhe súrlódás károsíthatja a titán felületén képződött passzív fóliát. Például egy oxigénhiányos környezetben az oxidréteg kevésbé stabilvá válik, és a sérült oxidrétegeket nem lehet megjavítani vagy cserélni, így a korrózióra hajlamosabbá válik. Ez a helyzet szinte elkerülhetetlen az ismétlődő emberi mozgás és a berendezések használata során. A műanyag deformáció megváltoztatja az anyag szerkezeti állapotát, ezáltal befolyásolja annak korrózióállóságát. A különböző fokú plasztikus deformáció szignifikánsan eltérő hatással van az anyag korrózióállóságára. A műanyag deformáció során a belső stresszkoncentráció hibákat okoz az interfészeknél és a szemcséken belül, ezáltal gyengítve az anyag korrózióállóságát.
Titán korróziómechanizmus
A titán egy IVB csoport átmeneti elem, amelynek viszonylag aktív kémiai természete van és erős affinitása az oxigénhez. Bármely oxigéntartalmú tápközegben egy sűrű passzív film képződik a titán felületén. Ez a film rendkívül vékony, jellemzően néhány vagy több tíz nanométer vastag. A titánötvözet passzív film jelenléte csökkenti az aktív oldódáshoz rendelkezésre álló felületet, lelassítva az oldódási sebességet, és ezáltal ellenállva az oldódás által okozott károkat. Ezenkívül a passzív film önjavító; Károsodás esetén gyorsan új védőfilmet alkot. Ezért a titán kiváló korrózióállóságot mutat. Az élő szervezetbe beültetett titán fém korrózióját pontozás, stressz -korrózió, réskorrózió, galván korrózió és kopáskorrózió kategóriába lehet sorolni.
Stressz -korrózióelemzés
A stressz -korrózió arra a jelenségre utal, amely a fémek repednek, amikor a szakító stressz és a korrózió egyszerre hat. Az általános folyamat: a szakítóstressz hatása miatt a fém felületén képződött védőfilm repedést kezd, és repedésforrást képez a pontozáshoz vagy a réskorrózióhoz, amely mélyreható. Ugyanakkor a húzóstressz hatása a védőfilm többszöri repedését okozhatja, és a szakító feszültségre merőleges repedéseket képez, és akár töréshez is vezethet.
1. A titánötvözetek stresszkorrózióját befolyásoló tényezők
Az SCC (stressz -korrózió -repedés) előfordulása a titánötvözetekben három tényező kombinált hatásának eredménye: környezet, stressz és anyag. Az SCC nagyon szelektív. Mindaddig, amíg a fent említett három tényező bármelyike megváltozik, az SCC nem fordul elő.
(1) környezet
• Közepes: A titánötvözetek SCC -n keresztül menhetnek át sok közeg, például vizes oldatok, desztillált víz, organikus oldatok és forró sók hatására. Az SCC mechanizmus eltérő a különböző közegekben.
• A pH -érték: továbbra is jelentős különbségek vannak a pH -érték hatására a titánötvözetek SCC -jére. Általánosságban elmondható, hogy a pH -érték növekedésével a titánötvözetek SCC érzékenysége csökken. Ha a pH-érték 13-14, akkor az SCC gyakran gátolható. Ugyanakkor egy erős korrozív környezetet, amelynek pH-értéke 2-3, akár a helyi repedés elülső szakaszában is kialakulhat, ahol az SCC változások bekövetkeznek.
• Potenciál: A potenciál hatása az SCC mértékére döntő jelentőségű. Az ötvözetből és a közegből álló korróziós rendszer különbözik, és SCC -érzékeny potenciálja eltérő.
• Hőmérséklet: A hőmérséklet az egyik fontos tényező, amely befolyásolja az SCC generációját a titánötvözetekben. Általánosságban elmondható, hogy az SCC érzékenysége növekszik a hőmérséklet növekedésével. Az emberi testbe beültetett anyagok hőmérsékleti érzékenysége azonban korlátozott.
• KL-ionkoncentráció: Minél magasabb a CL-koncentráció az oldatban, annál nagyobb az SCC érzékenysége.
(2) Stressz
Az ötvözetben a hideg munka, kovácsolás, hegesztés, hőkezelés vagy összeszerelés során az ötvözetben bekövetkezett maradék stressz által okozott SCC -balesetek az összes SCC baleset 40% -át teszik ki. Ezenkívül a munka során vagy a korróziós termékek térfogathatása által okozott külső stressz előfordulása az SCC előfordulását is okozhatja.
Összefoglalva: az orvosi titán korróziós teljesítménye kulcsfontosságú tényező, amelyet figyelembe kell venni, amikor implantátum anyagként használják. A titán korróziós mechanizmusának és a különböző környezetben való teljesítményének mély megértésével tudományos alapot lehet biztosítani az orvosi titánötvözet -anyagok kiválasztásához és megtervezéséhez, biztosítva annak biztonságát és megbízhatóságát a gyakorlati alkalmazásokban.
A vállalat büszkélkedhet a vezető hazai titánfeldolgozó gyártósorokkal, ideértve a következőket is:
Német által kimaradt precíziós titáncső gyártósor (éves termelési kapacitás: 30 000 tonna);
Japán-technológiai titánfólia gördülő vonal (vékonyabb-6 μm);
Teljesen automatizált titánrúd folyamatos extrudálási vonal;
Intelligens titánlemez és szalag befejező malom;
Az MES rendszer lehetővé teszi a teljes termelési folyamat digitális irányítását és kezelését, elérve a termékdimenziós pontosságot ± 0,01 μm.
