Mikropoorne struktuur Titaanmaterjal
Titaani kasutatakse laialdaselt inimese implanteeritavates meditsiinitoodetes selle hea biosobivuse, bakteriostaasi, kõrge tugevuse, kerge kaalu, korrosioonikindluse ja raskmetallide sademete tõttu.
Hiljuti on Ameerika Ühendriikide, Jaapani ja Lõuna-Korea teadlased välja töötanud uue meetodi titaanmaterjalide valmistamiseks kolmemõõtmeliste mikrostruktuuridega. Kõigepealt valmistasid nad printimise teel kahekihilise titaanhüdriidvõrgu, seejärel rullisid võrgusilma silindriks ja vähendasid seda titaaniks osalise vaakumi paagutamisega. See meetod annab meile suurema paindlikkuse materjali kuju ja geomeetria kontrollimisel. Selle tehnika abil valmistasid teadlased võrgusilma titaanist rulle ja iseloomustasid nende mikrostruktuuri ja mehaanilisi omadusi. Printimiseks kasutatav tint koosneb titaanhüdriidipulbrist ja kopolümeerist. Uurijad mõõtsid titaanist rullide kaalu, läbimõõtu ja kõrgust enne ja pärast kuumtöötlemist, et arvutada materjali poorsus. Nad tegid materjalile ka ühekordseid kompressioonikatseid, mõõtes materjali tüve ja kõvadust.
Eksperimentaalsed tulemused näitavad, et see võrgusilma struktuur saab väga hea jäikuse, kõvaduse ja plastilisuse. Ortogonaalsed bilayer võrgusilmad on hästi paagutatud koos. Mikropoore võib täheldada iga kihi titaankiududel. Kui pulbri osakeste suurus väheneb, suurenevad selle paagutusomadused, samas kui poorsus väheneb.
Mikropoorse struktuuriga titaanil on inimkehasse siirdamiseks veel kaks eelist:
1. Vähendage materjali jäikust, nõrgendades seeläbi stressi varjestusefekti;
Teiseks võib see kaasa tuua luu kasvu ja kiirendada inimkeha ja implantaadi kombinatsiooni. Titaan fermikonstruktsioonide või mikroarraaside jaoks ühendab suure tugevuse, madala tiheduse ja suurepärase kahjukindluse.
Mis puutub selliste materjalide valmistamise praegustesse meetoditesse, siis need hõlmavad peamiselt koopiatäpsust valamist, virnastatud traadi massiivide paagutamist või titaanipulbri selektiivset elektronkiirt / laseri paagutamist.
Lõpuks leidsid teadlased, et selle uue mikrostruktuuriga titaanmaterjali valmistamismeetod ei sobi mitte ainult titaanmetallile, vaid seda saab selle meetodi abil suurepäraselt laiendada ka teistele praktilistele metallidele ja seda saab isegi kasutada paagutavate oksiidipõhiste keraamiliste materjalide jaoks.
