Sem mikilvægt hagnýtt efni er títanmálmur mikið notaður í geimferðum, orkuiðnaði, lækningavörum og öðrum sviðum fyrir kosti þess lágþéttleika, mikinn sérstyrk og góða tæringarþol. Þróun læknisfræðilegs títan og títan málmblöndur er gróflega skipt í þrjú tímabil:
Fyrsta punkturinn er táknaður með hreinu títan og Ti-6AI-4V; annað tímabilið er táknað með + -gerð málmblöndur, Ti-5A1-2.5Fe og Ti-6Al-7Nb; og þriðja tímabilið er táknað með þróun á -gerð títan málmblöndur með betri líffræðilega eiginleika og lægri teygjustuðul sem aðal varnarlínan. Notkun nýrra títan álefna verður núverandi stefna almennrar þróunar lækningatækja.
Rannsóknir á læknisfræðilegum títanblendiefnum í Kína hófust á áttunda áratugnum, Northwest Nonferrous Research Institute þróaði Ti-2.5Al-2.5Mo-2.5Zr (TAMZ), og á tíunda áratugnum. hafa þróað með sjálfstæðum hugverkaréttindum Ti-6Al-4V, Ti-Al-2.5Fe og Ti-6Al-7Nb efna. Kínverska vísindaakademían hefur einnig þróað nýja títan málmblöndu Ti-24Nb-4Zr-7.6Sn. Núverandi þróun Kína á títan málmblöndur til að bylta ný efni og títan málmblöndur fyrir virka beitingu aðalstefnunnar.
I. Tæring títan
Títan er varmafræðilega óstöðugur málmur, aðgerðargetan er neikvæðari, staðal rafskautsgetan er -1.63V. Þess vegna, í andrúmsloftinu og vatnslausn er auðvelt að mynda lag af oxuðu filmu með passivation eiginleika, betri tæringarþol.
1, títan tæringarþol í mismunandi miðlum
Það er mjög mikilvægt að rannsaka tæringarþol lækningaefna. Annars vegar komast sumar málmjónir eða tæringarafurðir ígrædds efnis inn í vefi lífverunnar, sem getur kallað fram mismunandi stig lífeðlisfræðilegra viðbragða; á hinn bóginn, vegna tilvistar líkamsvökva, getur frammistaða ákveðinna efna verið verulega skert, sem hefur í för með sér skjótan skaða eða jafnvel bilun. Tiltölulega flókið umhverfi mannslíkamans er líklegra til að valda upplausn snefilefna og breyta stöðugleika oxíðlagsins. Lítill núningur getur valdið mismiklum skaða á myndun títanyfirborðsfilmu, svo sem í súrefnissnauðu umhverfi, stöðugleiki oxíðlagsins er veikt, ekki er hægt að laga strax þegar það skemmist eða myndun nýs oxíðlags. , líklegri til að valda tæringu. Þetta ástand er nánast óumflýjanlegt í endurteknum hreyfingum mannslíkamans og notkun tækja. Plastaflögun mun breyta skipulagi efnisins, sem aftur mun hafa áhrif á tæringargetu efnisins. Mismunandi gráður af plastaflögun á tæringargetu efnisins er mjög mismunandi. Í ferli plastaflögunar, vegna styrks innri streitu sem leiðir til viðmóta og kornagalla, mun plastaflögun þess vegna veikja tæringarþol efnisins.
2, títan tæringarkerfi
Títan er umbreytingarþáttur IVB hópsins, efnafræðilegt eðli þeirra virkari og súrefni hefur mikla sækni. Í hvaða efni sem inniheldur súrefni er auðvelt að búa til þétta passiveringsfilmu á yfirborði títan, passivation filman er mjög þunn, þykkt hennar er venjulega frá nokkrum nanómetrum til tugum nanómetra. Tilvist passiveringsfilmu á títan málmblöndur leiðir til minnkunar á flatarmáli yfirborðsvirkrar upplausnar og hægir á upplausnarhraða, þannig að standast skaðann af völdum upplausnar. Að auki er passivation kvikmyndin einnig fær um sjálfvirka viðgerð, þegar hún er skemmd, getur hún fljótt myndað nýja hlífðarfilmu. Fyrir vikið hefur títan góða tæringarþol. Títanmálmur græddur í lifandi lífverur, form tæringar má skipta í svitahola tæringu, streitu tæringu, sprungu tæringu, galvanísk tengitæringu og slit tæringu.
2.1 Spennutæring
Streitutæring er fyrirbæri málmrofs þegar togálag og tæring verka samtímis. Almennt ferlið er: hlutverk togálags þannig að hlífðarfilman sem myndast á yfirborði málmsins byrjaði að rifna, myndun tæringar í holum eða sprungusprungu, að lengdardýpt þróunarinnar, á sama tíma, Hlutverk togálags getur valdið því að hlífðarfilman rifnar ítrekað, myndun hornrétt á stefnu togspennu sprungunnar, eða jafnvel leitt til rofs.
2.1.1 Þættir sem hafa áhrif á streitutæringu títan álfelgur
Tilkoma SCC á títan álfelgur er afleiðing af sameiginlegri aðgerð þriggja þátta: umhverfis, streitu og efnis, SCC er mjög sértækt, svo lengi sem það á að breyta einhverjum af ofangreindum þremur þáttum, mun SCC ekki eiga sér stað.
(1) Umhverfi
(1) Miðlungs
Títan málmblöndur geta gengist undir SCC í mörgum vatnslausnum, eimuðu vatni, lífrænum lausnum og heitum söltum, o.s.frv. Verkunarháttur SCC er ekki sá sami í mismunandi miðlum.
(2) pH gildi
pH gildi títan álfelgur SCC áhrif það er töluverður ágreiningur. Almennt, með aukningu á pH-gildi, minnkar SCC næmni títan álfelgur, þegar pH gildið 13-14 getur oft hamlað SCC, en í SCC geta breytingar á framhlið staðbundinna sprungna jafnvel myndað sterka ætandi efni. umhverfi pH gildisins 2-3.
(3) Möguleiki
Áhrif hugsanlegs á magn SCC eru mikilvæg. Blöndun og miðlungs samsetning tæringarkerfisins er öðruvísi, SCC næmur möguleiki þess er öðruvísi. Svo sem eins og B - títan ál sem inniheldur halíð í vatnslausn, þegar möguleiki í nágrenni við -600mV, SCC versnun; í ofvirknimöguleika ætti einnig að mynda sprungur; en í lægri en -1000mV er möguleiki ekki sprunginn. Í vatnslausninni sem inniheldur Cl- og Br- er SCC næmur möguleiki Ti8Al1Mo1V -500mV{{10}}mV, en í vatnslausninni sem inniheldur I-, 0mV eða meira er viðkvæmt hugsanlegt svæði.
(4) Hitastig
Hitastig er einn af mikilvægum þáttum sem hafa áhrif á SCC títan málmblöndur. Almennt talað eykst hitastigið, SCC næmi eykst. Í {{0}} gráðu heitu salti - lofti umhverfi, Ti6Al3Mo2Zr0.5Sn álagstæring við 450 gráður eða meira viðkvæm fyrir SCC. Ti6Al4V málmblöndur með ákveðið magn af Pd eða Mo í lausn af H2S+CO2+NaCl+S voru minna næm fyrir SCC við 200 gráður en við 250 gráður. Hins vegar er hitanæmi efnisins sem grædd er í mannslíkamann takmarkað.
(5) Styrkur Cl-jóna
Því hærra sem styrkur Cl- er í lausninni, því meira er SCC næmi hennar.
(2) Streita
SCC slys af völdum leifar álags sem myndast við kaldvinnslu, smíða, suðu, hitameðhöndlun eða samsetningu á málmblöndur eru 40% af heildar SCC slysum. Að auki eru ytri álag sem myndast við vinnu eða vegna rúmmálsáhrifa tæringarafurða eða ójafnrar spennu vegna rúmmálsáhrifa tæringarvara o.s.frv., allt uppspretta álags sem mynda SCC. Því hærra sem streitustigið er, því styttri er tíminn fyrir SCC að eiga sér stað.
3) Efni
Í sama umhverfismiðli, ef efnasamsetning efnisins, aðskilnaður, skipulag, kornastærð, kristalgalla, eiginleikar, hitameðhöndlun og yfirborðsástand o.s.frv. eru mismunandi, þá er streitutæringarhegðun þess einnig mismunandi. Að bæta litlu magni af Pd, Mo eða Ru við títan málmblöndur getur dregið úr streitutæringu þeirra. SCC næmi Ti6Al4V og Ti15V3Cr3Al3Sn málmblöndur sem meðhöndlaðar eru með hámarksöldrun er hærra en í glæðu ástandi. Þegar súrefnisinnihald Ti6Al4V málmblöndunnar er lægra en 0.13%, getur SCC næmi minnkað verulega.
2.1.2 Algengar lausnir
Til að útrýma eða draga úr SCC næmi títan málmblöndur í ákveðnum miðli er hægt að nota eftirfarandi lausnir.
(1) Fjarlægðu afgangsstreitu
Hægt að útrýma með allri glæðingu eða staðbundinni glæðingaraðferð til að útrýma staðbundinni afgangsálagi sem myndast eftir framleiðslu á hlutum. Á þessum tíma ætti að íhuga neikvæð áhrif hitameðferðar á styrk, mýkt eða seigleika efnisins.
(2) málmblöndur
Fyrir hefðbundnar málmblöndur, í samræmi við aðstæður í málmblöndunni til að bæta við viðeigandi magni af Pd, Mo eða Ru til að bæta SCC viðnám þess.
3) Yfirborðsmeðferð
Með því að bæta yfirborðsgæði títan málmblöndur, til að bæta lífsamrýmanleika og slitþol efnisins, draga úr og seinka tíma og hraða sprungna.
2,2 sprungu tæringu
When the medium in the metal parts and metal or non-metallic gap between the formation of the gap, can make the gap in the metal to accelerate corrosion, known as crevice corrosion. Crevice corrosion is a localized corrosion. When titanium and titanium alloy crevice, due to the lack of oxidizing substances within the crevice, so that it becomes anode and corrosion occurs, destroying the passivation film. In general, crevice corrosion undergoes three stages: ① consumption of oxygen within the crevice; ② formation of macro-cells, pH value decreases; ③ activation and dissolution of the passivation film until it is completely destroyed. It is found that in 37℃ Hanks' solution, the crevice corrosion degree of the material in descending order: NiTi>NiTiCu>316L>Ti6Al4V≈Ti; Ti og Ti6AI4V hafa sterka sprunguþol í lausn Hanks.
2.3 Slittæring
Slittæring er hröðun tæringar málmyfirborða sem stafar af miklum hraða hlutfallslegrar hreyfingar málmsins í snertingu við miðilinn. Þegar títanígræðslur eru settar í, á sér stað ákveðinn núningi á stýritækinu sem eyðileggur oxíðfilmuna sem er á yfirborðinu. Ef þessi oxíðfilma er ekki lagfærð í tæka tíð mun ígræddi málmurinn tærast frekar eða jafnvel bila.
Niðurstaða
Lífeindafræðileg efni eru mikilvægur efnisgrundvöllur fyrir hraðri þróun nútíma klínískrar læknisfræði, er aðalefni efnisrannsókna á 21. öldinni. Títan sem ný tegund af tæringarþolnum efnum hefur tekið miklum framförum, vegna betri lífsamrýmanleika og tæringarþols, á sviði líflækninga er mikið notað. Hins vegar eru enn mörg vandamál sem þarf að leysa við notkun títan í umhverfi manna. Þess vegna er þörf á ítarlegum rannsóknum á ýmsum þáttum títaníumeiginleika til að hanna og koma af stað hraðari þróun lífeindafræðilegra efna.
