Structură microporoasă Titan Material
Titanul este utilizat pe scară largă în produsele medicale implantabile umane datorită biocompatibilității sale bune, bacteriostaziei, rezistenței ridicate, greutății ușoare, rezistenței la coroziune și fără precipitații de metale grele.
Recent, oamenii de știință din Statele Unite, Japonia și Coreea de Sud au dezvoltat o nouă metodă de preparare a materialelor din titan cu microstructuri tridimensionale. Ei au pregătit mai întâi o plasă de hidrură de titan cu două straturi prin imprimare, apoi au rulat plasa într-un cilindru și au redus-o la titan prin sinterizare parțială în vid. Această metodă ne oferă o mai mare flexibilitate în controlul formei și geometriei materialului. Folosind această tehnică, cercetătorii au fabricat rulouri de titan cu ochiuri și au caracterizat microstructura și proprietățile mecanice ale acestora. Cerneala utilizată pentru imprimare este compusă din pulbere de hidrură de titan și un copolimer. Cercetătorii au măsurat greutatea, diametrul și înălțimea bobinelor de titan înainte și după tratamentul termic pentru a calcula porozitatea materialului. De asemenea, au efectuat teste de compresie uniaxiale pe material, măsurând tulpina și duritatea materialului.
Rezultatele experimentale arată că această structură a ochiurilor de plasă obține o potrivire foarte bună de rigiditate, duritate și plasticitate. Ochiurile de bilayer ortogonal sunt bine sinterizate împreună. Microporii pot fi observați pe fibrele de titan ale fiecărui strat. Pe măsură ce dimensiunea particulelor pulberii scade, proprietățile sale de sinterizare cresc, în timp ce porozitatea scade.
Titanul cu structură microporoasă are alte două avantaje pentru implantarea în corpul uman:
1. Reduce rigiditatea materialului, slăbind astfel efectul de ecranare la stres;
În al doilea rând, poate introduce creșterea osoasă și poate accelera combinația dintre corpul uman și implant. Titanul pentru structuri de bare sau microarrays combină rezistența ridicată, densitatea scăzută și rezistența excelentă la deteriorare.
În ceea ce privește metodele actuale de preparare a unor astfel de materiale, acestea includ în principal turnarea de precizie a reproducerii, sinterizarea matricelor de sârmă stivuite sau sinterizarea selectivă a fasciculului de electroni / sinterizarea cu laser a pulberii de titan.
În cele din urmă, cercetătorii au descoperit că metoda de preparare a acestui nou material de titan microstructurat nu este potrivită numai pentru titan metal, ci poate fi extinsă perfect și la alte metale practice prin utilizarea acestei metode și poate fi utilizată chiar și pentru materiale ceramice pe bază de oxid sinterizabil.