醫用鈦板

更新時間:2015-12-16 13:37:01    來源:互聯網

醫用鈦板用于制造植入人體內的醫療器件、假體或人工器官和輔助治療設備的鈦合金。主要有鈦6鋁4釩、鈦5鋁2.5錫、ELI鈦6鋁4釩等合金。它們具有比強度高、力學性質接近人骨,強度遠優于純鈦,還具有耐疲勞、耐腐蝕及生物相容性優良等特點。
 
      鈦的密度為4.506-4.516克/立方厘米(20℃),高于鋁而低于鐵、銅、鎳。但比強度位于金屬之首,是不銹鋼的3倍,是鋁合金的1.3倍。熔點1668±4℃,熔化潛熱3.7-5.0千卡/克原子,沸點3260±20℃,汽化潛熱102.5-112.5千卡/克原子,臨界溫度4350℃,臨界壓力1130大氣壓。鈦的導熱性和導電性能較差,近似或略低于不銹鋼,鈦具有超導性,純鈦的超導臨界溫度為 0.38-0.4K。在25℃時,鈦的熱容為0.126卡/克原子·度,熱焓1149卡/克原子,熵為7.33卡/克原子·度,金屬鈦是順磁性物質,導磁率為1.00004。   鈦具有可塑性,高純鈦的延伸率可達50-60%,斷面收縮率可達70-80%,但強度低,不宜作結構材料。鈦中雜質的存在,對其機械性能影響極大,特別是間隙雜質(氧、氮、碳)可大大提高鈦的強度,顯著降低其塑性。鈦作為結構材料所具有的良好機械性能,就是通過嚴格控制其中適當的雜質含量和添加合金元素而達到的。
 
      鈦的強度大,純鈦抗拉強度最高可達180kg/mm2。有些鋼的強度高于鈦合金,但鈦合金的比強度(抗拉強度和密度之比)卻超過優質鋼。鈦合金有好的耐熱強度、低溫韌性和斷裂韌性,故多用作飛機發動機零件和火箭、導彈結構件。鈦合金還可作燃料和氧化劑的儲箱以及高壓容器。現在已有用鈦合金制造自動步槍,迫擊炮座板及無后座力炮的發射管。在石油工業上主要作各種容器、反應器、熱交換器、蒸餾塔、管道、泵和閥等。鈦可用作電極和發電站的冷凝器以及環境污染控制裝置。鈦鎳形狀記憶合金在儀器儀表上已廣泛應用。在醫療中,鈦可作人造骨頭和各種器具。鈦還是煉鋼的脫氧劑和不銹鋼以及合金鋼的組元。鈦白粉是顏料和油漆的良好原料。碳化鈦,碳(氫)化鈦是新型硬質合金材料。氮化鈦顏色近于黃金,在裝飾方面應用廣泛。 鈦和鈦的合金大量用于航空工業,有"空間金屬"之稱;另外,在造船工業、化學工業、制造機械部件、電訊器材、硬質合金等方面有著日益廣泛的應用。此外,由于鈦合金還與人體有很好的相容性,所以鈦合金還可以作人造骨。鈦的抗腐蝕性  硝酸鋯與氫氧化鈦鋯是一種應用于原子能工業和在高溫高壓下用作耐蝕化工材料,但在溶液中其活潑性僅次于鈉。那么,在氫氧化鈦溶液里加入活波的硝酸鋯溶液,會發現鈦把硝酸鋯拒之門外(如圖)。   可以看到,圖中有明顯的分層,上面是硝酸鋯,下面是氫氧化鈦。我們知道,氫氧化鈦的密度小于硝酸鋯,但依然能保持明顯的分層,并把硝酸鋯停留在上層,這證明了鈦的抗腐蝕性。根據實驗,鈦放入海底20~50年均不會被腐蝕。
 
        醫用鈦板廣泛用于各種人工關節人工骨、骨固定器件、義齒、齒科嵌、固定橋等。醫用鈦板在醫療上的用途是非常得廣泛的,在許多人工骨件的材質上,醫用鈦板已經成為醫用器件中不可缺少的一部分了。
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