Mikroporézna štruktúra titánový materiál
Titán je široko používaný v ľudských implantovateľných medicínskych produktoch kvôli jeho dobrej biokompatibilite, bakteriostáze, vysokej pevnosti, nízkej hmotnosti, odolnosti proti korózii a bez zrážania ťažkých kovov.
Vedci zo Spojených štátov, Japonska a Južnej Kórey nedávno vyvinuli novú metódu prípravy titánových materiálov s trojrozmernými mikroštruktúrami. Najprv pripravili tlačou dvojvrstvovú sieť z hydridu titánu, potom sieťku zrolovali do valca a zredukovali na titán čiastočným vákuovým spekaním. Táto metóda nám dáva väčšiu flexibilitu pri kontrole tvaru a geometrie materiálu. Pomocou tejto techniky výskumníci vyrobili sieťované titánové kotúče a charakterizovali ich mikroštruktúru a mechanické vlastnosti. Atrament používaný na tlač sa skladá z prášku hydridu titánu a kopolyméru. Výskumníci zmerali hmotnosť, priemer a výšku titánových zvitkov pred a po tepelnom spracovaní, aby vypočítali pórovitosť materiálu. Na materiáli vykonali aj jednoosové tlakové skúšky, merali deformáciu a tvrdosť materiálu.
Experimentálne výsledky ukazujú, že táto sieťová štruktúra dosahuje veľmi dobré prispôsobenie tuhosti, tvrdosti a plasticity. Ortogonálne dvojvrstvové sitá sú spolu dobre spekané. Na titánových vláknach každej vrstvy možno pozorovať mikropóry. Keď sa veľkosť častíc prášku znižuje, jeho spekacie vlastnosti sa zvyšujú, zatiaľ čo pórovitosť klesá.
Titán s mikroporéznou štruktúrou má dve ďalšie výhody pre implantáciu do ľudského tela:
1. Znížte tuhosť materiálu, čím sa oslabí účinok tienenia napätia;
Po druhé, môže zaviesť rast kostí a urýchliť spojenie ľudského tela a implantátu. Titán pre priehradové konštrukcie alebo microarrays kombinuje vysokú pevnosť, nízku hustotu a vynikajúcu odolnosť proti poškodeniu.
Pokiaľ ide o súčasné spôsoby prípravy takýchto materiálov, ide najmä o presné liatie repliky, spekanie naskladaných drôtových polí alebo selektívne spekanie titánového prášku elektrónovým lúčom/laserom.
Nakoniec výskumníci zistili, že spôsob prípravy tohto nového mikroštruktúrovaného titánového materiálu nie je vhodný len pre titánový kov, ale dá sa použitím tejto metódy dokonale rozšíriť aj na iné praktické kovy a dokonca sa dá použiť aj na spekaný oxid{{ 0}}keramických materiálov.