医用钛板

更新时间:2015-12-16 13:37:01    来源:互联网

医用钛板用于制造植入人体内的医疗器件、假体或人工器官和辅助治疗设备的钛合金。主要有钛6铝4钒、钛5铝2.5锡、ELI钛6铝4钒等合金。它们具有比强度高、力学性质接近人骨,强度远优于纯钛,还具有耐疲劳、耐腐蚀及生物相容性优良等特点。
 
      钛的密度为4.506-4.516克/立方厘米(20℃),高于铝而低于铁、铜、镍。但比强度位于金属之首,是不锈钢的3倍,是铝合金的1.3倍。熔点1668±4℃,熔化潜热3.7-5.0千卡/克原子,沸点3260±20℃,汽化潜热102.5-112.5千卡/克原子,临界温度4350℃,临界压力1130大气压。钛的导热性和导电性能较差,近似或略低于不锈钢,钛具有超导性,纯钛的超导临界温度为 0.38-0.4K。在25℃时,钛的热容为0.126卡/克原子·度,热焓1149卡/克原子,熵为7.33卡/克原子·度,金属钛是顺磁性物质,导磁率为1.00004。   钛具有可塑性,高纯钛的延伸率可达50-60%,断面收缩率可达70-80%,但强度低,不宜作结构材料。钛中杂质的存在,对其机械性能影响极大,特别是间隙杂质(氧、氮、碳)可大大提高钛的强度,显著降低其塑性。钛作为结构材料所具有的良好机械性能,就是通过严格控制其中适当的杂质含量和添加合金元素而达到的。
 
      钛的强度大,纯钛抗拉强度最高可达180kg/mm2。有些钢的强度高于钛合金,但钛合金的比强度(抗拉强度和密度之比)却超过优质钢。钛合金有好的耐热强度、低温韧性和断裂韧性,故多用作飞机发动机零件和火箭、导弹结构件。钛合金还可作燃料和氧化剂的储箱以及高压容器。现在已有用钛合金制造自动步枪,迫击炮座板及无后座力炮的发射管。在石油工业上主要作各种容器、反应器、热交换器、蒸馏塔、管道、泵和阀等。钛可用作电极和发电站的冷凝器以及环境污染控制装置。钛镍形状记忆合金在仪器仪表上已广泛应用。在医疗中,钛可作人造骨头和各种器具。钛还是炼钢的脱氧剂和不锈钢以及合金钢的组元。钛白粉是颜料和油漆的良好原料。碳化钛,碳(氢)化钛是新型硬质合金材料。氮化钛颜色近于黄金,在装饰方面应用广泛。 钛和钛的合金大量用于航空工业,有"空间金属"之称;另外,在造船工业、化学工业、制造机械部件、电讯器材、硬质合金等方面有着日益广泛的应用。此外,由于钛合金还与人体有很好的相容性,所以钛合金还可以作人造骨。钛的抗腐蚀性  硝酸锆与氢氧化钛锆是一种应用于原子能工业和在高温高压下用作耐蚀化工材料,但在溶液中其活泼性仅次于钠。那么,在氢氧化钛溶液里加入活波的硝酸锆溶液,会发现钛把硝酸锆拒之门外(如图)。   可以看到,图中有明显的分层,上面是硝酸锆,下面是氢氧化钛。我们知道,氢氧化钛的密度小于硝酸锆,但依然能保持明显的分层,并把硝酸锆停留在上层,这证明了钛的抗腐蚀性。根据实验,钛放入海底20~50年均不会被腐蚀。
 
        医用钛板广泛用于各种人工关节人工骨、骨固定器件、义齿、齿科嵌、固定桥等。医用钛板在医疗上的用途是非常得广泛的,在许多人工骨件的材质上,医用钛板已经成为医用器件中不可缺少的一部分了。


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