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为什么用钛合金制作“人造骨骼”?

来源:www.dbkyw.com   时间:2023-02-01 08:15   点击:209  编辑:admin   手机版

一、为什么用钛合金制作“人造骨骼”?

因为钛可以和人骨密切结合,新的骨头可以贴合在钛上,所以钛是最好的人造骨的材料。

钛是一种纯性金属,正因为钛金属的“纯”,故物质和它接触的时候,不会产生化学反应。也就是说,因为钛的耐腐蚀性、稳定性高,使它在和人长期接触以后也不影响其本质,所以不会造成人的过敏,它是唯一对人类植物神经和味觉没有任何影响的金属。

钛又被人们称为“亲生物金属”。钛在医学上有着独特的用途。在骨头损伤处,用钛片和钛螺丝钉固定好,过几个月,骨头就会长在钛片上和螺丝钉的螺纹里。新的肌肉就包在钛片上,这种“钛骨”就如真的骨头一样,甚至可以用钛制人造骨头来代替人骨治疗骨折。

扩展资料:

钛合金其他用途:

钛合金具有强度高而密度又小,机械性能好,韧性和抗蚀性能很好。另外,钛合金的工艺性能差,切削加工困难,在热加工中,非常容易吸收氢氧氮碳等杂质。还有抗磨性差,生产工艺复杂。钛的工业化生产是1948年开始的。

航空工业发展的需要,使钛工业以平均每年约 8%的增长速度发展。世界钛合金加工材年产量已达4万余吨,钛合金牌号近30种。使用最广泛的钛合金是Ti-6Al-4V(TC4),Ti-5Al-2.5Sn(TA7)和工业纯钛(TA1、TA2和TA3)。

钛合金主要用于制作飞机发动机压气机部件,其次为火箭、导弹和高速飞机的结构件。60年代中期,钛及其合金已在一般工业中应用,用于制作电解工业的电极,发电站的冷凝器,石油精炼和海水淡化的加热器以及环境污染控制装置等。

钛及其合金已成为一种耐蚀结构材料。此外还用于生产贮氢材料和形状记忆合金等。钛合金是航空航天工业中使用的一种新的重要结构材料,比重、强度和使用温度介于铝和钢之间,但比铝、钢强度高并具有优异的抗海水腐蚀性能和超低温性能。

美国首次在F-84战斗轰炸机上用作后机身隔热板、导风罩、机尾罩等非承力构件。60年代开始钛合金的使用部位从后机身移向中机身、部分地代替结构钢制造隔框、梁、襟翼滑轨等重要承力构件。钛合金在军用飞机中的用量迅速增加,达到飞机结构重量的20%~25%。

钛合金在航空发动机中的用量一般占结构总重量的20%~30%,主要用于制造压气机部件,如锻造钛风扇、压气机盘和叶片、中介机匣、轴承壳体等。航天器主要利用钛合金的高比强度,耐腐蚀和耐低温性能来制造各种压力容器、燃料贮箱、紧固件、仪器绑带、构架和火箭壳。

参考资料来源:百度百科-人造骨

参考资料来源:百度百科-钛合金

钛合金因具有强度高、耐蚀性好、耐热性,无毒、质量轻、且具有优良的生物相容性,所以是非常理想的医用金属材料。

第一 跟人体的生物相容性非常好

第二 钛合金的弹性模量跟人体骨骼的相近

第三 耐蚀性很好 因为人体内的PH值是总在变化的

熔点高,导电性好

二、tc4钛合金可以做筷子吗

tc4钛合金可以做筷子。

TC4属于钛合金,含有铝和矾元素,首先我们都知道,无论是纯钛还是钛合金都具有极强的耐各种酸碱盐腐蚀的,尽管铝和矾对有毒,但由于钛合金是极其耐腐蚀的材料,就一定不会有铝和矾的析出。

析出对材料而言就是一种腐蚀,这样就不再是TC4的成分了,那当然耐腐蚀也就是一句空话了,其次,大家吃过油条吧,油条里的矾远远高于TC4里面矾的百分比含量的,所以是可以做筷子的。

TC4钛合金可以用作筷子的

TC4钛合金

类型:α+β型钛合金

●TC4 热膨胀系数:

TC4钛合金具有优良的耐蚀性、小的密度、高的比强度及较好的韧性和焊接性等一系列优点,在航空航天、石油化工、造船、汽车,医药等部门都得到成功的应用。

●TC4钛合金力学性能:

规定残余伸长应力σr0.2/MPa≥825,伸长率δ5(%)≥10,

●TC4钛合金密度:

4.5(g/cm3)

●TC4钛合金化学成分:

TC4含钛(Ti) 余量,铁(Fe)≤0.30,碳(C)≤0.10,氮(N)≤0.05,氢(H)≤0.015,氧(O)≤0.20,铝(Al)5.5~6.8,钒(V)3.5~4.5 [1-2]

●TC4钛合金密度:

4.5(g/cm3)工作温度-100~550(℃)

TC4 钛合金热处理:mpa,TC4材料固溶强化处理后,强度增加不大,也就到1100MPa,退火状态下强度一般在900MPa。

可以

Ti-6Al-4V(TC4)属于国标钛合金,执行标准“GB/T 2965-2007”

Ti-6Al-4V(TC4)兼有α及β两类钛合金的优点,即塑性好、热强性好(可400℃在长期工作)、抗海水腐蚀能力很强,生产工艺简单,可以焊接、冷热成型,并可通过淬火和时效处理进行强化。主要应用于飞机压气机盘和叶片、舰艇耐压壳体、大尺寸锻件、模锻件等。

Ti-6Al-4V(TC4)还具有良好的低温工作性能。在-196℃以下仍然具有良好韧性,用于制造低温高压容器,如火箭及导弹的液氢燃料箱等。

Ti-6Al-4V(TC4)化学成分如下图:

三、TC4钛合金好吗?

TC4本身表面硬度不高,HRC30.但是加工时的热量会使材料表面被氧化、氮化和碳化。会形成一氧化钛、二氧化钛、三氧化钛、碳化钛和氮化钛的混 合表皮。其中碳化钛是是硬质合金的重要组成部分,硬度和刀具相当;氮化钛是一种耐磨材料,硬度不低常用于饰品的金色涂层;二氧化钛是陶瓷烧制时的釉料的一 种成分,硬度不低(莫氏硬度7,45号钢才5.5。莫氏硬度是针对不易塑性形变的宝石、矿石、玻璃等的计量方式,我是通过换算表大概得的45钢的莫氏硬 度,不一定准确,经供参考)。

钛合金热传导系数低,传热性能差。Tc4本身表面硬度不是问题,看上去很好加工,但是加工过程中稍不注意温度就会升高。就容易出现“豆腐变成铁”的问题。

想要了解更多,欢迎来电咨询上海亨美金属制品有限公司,专业供应各类金属材料。亨美金属主要经营国产进口的铝合金板,特殊钢以及模具钢材料批发。为满足用 户对高品质材料的需 求,专业代理经销日本,瑞典,德国,奥地利,美国, 加铝等进口国产特钢和铝材,其中包括冷作钢、热作钢、塑胶钢、粉末高速钢、弹簧钢、轴承钢、“氧化铝”、纯铝、铸造铝合 金/超硬铝/锻铝/硬铝/防锈铝等。材料使用范围主要有:电子及精密仪器、医疗器械、模具制造、食品包装机械、铁道车辆、航天固定装置、五金制品等。

TC4是钛合金里比较好的材料,但是加工不是很好加工,他的性能就钛材料里好的材料,价格方面也是不便宜的,他具有强度高,耐腐蚀性好,耐热性高等特点。用钛材加工一定要注意速度,不能太快,不然材料表面就会变黑的

Ti-6Al-4V(TC4)属于国标钛合金,执行标准“GB/T 2965-2007”

Ti-6Al-4V(TC4)兼有α及β两类钛合金的优点,即塑性好、热强性好(可400℃在长期工作)、抗海水腐蚀能力很强,生产工艺简单,可以焊接、冷热成型,并可通过淬火和时效处理进行强化。主要应用于飞机压气机盘和叶片、舰艇耐压壳体、大尺寸锻件、模锻件等。

Ti-6Al-4V(TC4)还具有良好的低温工作性能。在-196℃以下仍然具有良好韧性,用于制造低温高压容器,如火箭及导弹的液氢燃料箱等。

Ti-6Al-4V(TC4)化学成分如下图:

TC4钛合金的组成为Ti-6Al-4V,属于(α+β)型钛合金,具有良好的综合力学机械性能。比强度大。TC4的强度sb=1.012GPa,密度g=4.51g/cm3,比强度sb/g=23.5,而合金钢的比强度sb/g小于18。钛合金热导率低。钛合金的热导率为铁的1/5、铝的1/10,TC4的热导率l=7.955W/m・K。想了解更多关于TC4钛合金的信息,可以咨询上海中镍实业集团有限公司,谢谢!

钛合金主要有TA、TB、TC等。钛合金强度是很高,对应的加工难度也比较大,选用时要考虑有没有厂家能够加工。单纯来说,同样条件下,选用钛合金可以减小体积等,但其昂贵的材料费和加工费你不得不考虑。

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