生物医用钛合金分类及性能
近年来新型β型钛合金的研发主要ti-nb系、ti-mo系、ti-zr系和ti-ta系合金。(对人体有害的v、al、ni 、cr等元素逐步被生物相容性好的nb、zr、ta、sn、pt、mo等没有毒元素取代)已研制成功的部分医用低模量的β型钛合金如下图所示。与其他体系β钛合金相比,ti-nb系合金的弹性模量较低,更接近人的弹性模量,并且不含有毒元素al和v,适合作为医用金属材料,目前对其研究开展较多。
耐腐蚀性能钛是一种非常活泼的金属,其平衡电位很低,在介质中的热力学腐蚀倾向大。但实际上钛在许多介质中很稳定,如钛在氧化性、中性和弱还原性等介质中是耐腐蚀的。这是因为钛和氧有很大的亲和力,在空气中或含氧的介质中,钛表面生成一层致密的、附着力强、惰性大的氧化膜,保护了钛基体不被腐蚀。即使由于机械磨损也会很快自愈或重新再生。这表明了钛是具有强烈钝化倾向的金属。介质温度在315℃以下钛的氧化膜始终保持这一特性。为了提高钛的耐蚀性,研究出氧化、电镀、等离子喷涂、离子氮化、离子注入和激光处理等表面处理技术,对钛的氧化膜起到了增强保护性作用,获得了所希望的耐腐蚀效果。针对在硫酸、盐酸、甲胺溶液、高温湿和高温氯化物等生产中对金属材料的需要 ,开发出钛-钼、钛-钯、钛-钼-镍等一系列耐蚀钛合金。钛铸件使用了钛-32钼合金,对常发生缝隙腐蚀或点蚀的环境使用了钛-0.3钼-0.8镍合金或钛设备的局部使用了钛-0.2钯合金,均获得了很好的使用效果。
中国钛工业于1954年起步,经过试验研究、工业化生产的定点布局、应用推广和不断的技术进步逐步发展起来。特别是21世纪以来,在国家需求的拉动下,在改革开放政策的推动下,中国钛工业更是突飞猛进。2011年是我国“十二五”规划的首年,在这一年里,我国海绵钛和钛加工材的产量继续惯性增长。根据中国有色金属工业协会钛锆铪分会统计,国内14家海绵钛生产企业2011年总产量为64952t,同比增加了12.4%。根据30家企业的统计,2011年中国共生产钛加工材50962t,同比增长33.0%。
苏州鑫精艺钛制品有限公司
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