Микропористая структура Титановый материал
Титан широко используется в имплантируемых людях медицинских изделиях из-за его хорошей биосовместимости, бактериостаза, высокой прочности, легкого веса, коррозионной стойкости и отсутствия осадков тяжелых металлов.
Недавно ученые из США, Японии и Южной Кореи разработали новый метод получения титановых материалов с трехмерными микроструктурами. Сначала они подготовили двухслойную сетку гидрида титана путем печати, затем свернули сетку в цилиндр и превратили ее в титан путем частичного вакуумного спекания. Этот метод дает нам большую гибкость в управлении формой и геометрией материала. Используя эту технику, исследователи изготовили сетчатые титановые рулоны и охарактеризовали их микроструктуру и механические свойства. Чернила, используемые для печати, состоят из порошка гидрида титана и сополимера. Исследователи измерили вес, диаметр и высоту титановых катушек до и после термической обработки, чтобы рассчитать пористость материала. Они также выполнили одноосные испытания на сжатие материала, измеряя деформацию и твердость материала.
Экспериментальные результаты показывают, что эта сетчатая структура получает очень хорошее соответствие жесткости, твердости и пластичности. Ортогональные двухслойные сетки хорошо спарены вместе. Микропоры можно наблюдать на титановых волокнах каждого слоя. По мере уменьшения размера частиц порошка увеличиваются его спекающие свойства, а пористость уменьшается.
Титан с микропористой структурой имеет еще два преимущества для имплантации в организм человека:
1. Снизить жесткость материала, тем самым ослабив защитный эффект напряжения;
Во-вторых, он может ввести рост костей и ускорить комбинацию человеческого тела и имплантата. Титан для стропильных конструкций или микрочипов сочетает в себе высокую прочность, низкую плотность и отличную устойчивость к повреждениям.
Что касается современных методов получения таких материалов, то они в основном включают в себя точное литье реплик, спекание массивов уложенной проволоки или селективное электронно-лучевое/лазерное спекание титанового порошка.
В конце концов, исследователи обнаружили, что метод приготовления этого нового микроструктурированного титанового материала не только подходит для титанового металла, но также может быть идеально распространен на другие практические металлы с помощью этого метода и даже может быть использован для спекаемых керамических материалов на основе оксидов.
