Mikroporozna struktura Titan materijal

Titan se široko koristi u medicinskim proizvodima za implantaciju ljudi zbog svoje dobre biokompatibilnosti, bakteriostaze, velike čvrstoće, male težine, otpornosti na koroziju i bez taloženja teških metala.

Recently, scientists from the United States, Japan, and South Korea have developed a new method to prepare titanium materials with three-dimensional microstructures. They first prepared a two-layer titanium hydride mesh by printing, then rolled the mesh into a cylinder and reduced it to titanium by partial vacuum sintering. This method gives us greater flexibility in controlling the shape and geometry of the material. Using this technique, the researchers fabricated meshed titanium rolls and characterized their microstructure and mechanical properties. The ink used for printing is composed of titanium hydride powder and a copolymer. The researchers measured the weight, diameter and height of the titanium coils before and after heat treatment to calculate the material's porosity. They also performed uniaxial compression tests on the material, measuring the strain and hardness of the material.

Eksperimentalni rezultati pokazuju da ova mrežasta struktura ima vrlo dobro prianjanje krutosti, tvrdoće i plastičnosti. Ortogonalne dvoslojne mreže su međusobno dobro sinterirane. Na titanovim vlaknima svakog sloja mogu se uočiti mikropore. Kako se veličina čestica praha smanjuje, njegova svojstva sinteriranja se povećavaju, dok se poroznost smanjuje.

Titan s mikroporoznom strukturom ima još dvije prednosti za implantaciju u ljudsko tijelo:

1. Smanjite krutost materijala, čime se slabi učinak zaštite od naprezanja;

Drugo, može uvesti rast kostiju i ubrzati kombinaciju ljudskog tijela i implantata. Titan za rešetkaste strukture ili mikromrežove kombinira visoku čvrstoću, nisku gustoću i izvrsnu otpornost na oštećenja.

Što se tiče trenutnih metoda pripreme takvih materijala, one uglavnom uključuju precizno lijevanje replika, sinteriranje složenih nizova žica ili selektivno sinteriranje titanovog praha elektronskim snopom/laserom.

Na kraju su istraživači otkrili da metoda pripreme ovog novog mikrostrukturiranog materijala od titana nije prikladna samo za metal titana, već se može savršeno proširiti i na druge praktične metale pomoću ove metode, te se čak može koristiti i za sinterabilni oksid{{ 0}} keramičkih materijala.