Með félagslegum framförum og efnahagsþróun, sérstaklega framförum vísinda og tækni, hefur læknisfræðileg orsök náð ótrúlegum árangri. Meðal þeirra gegna lækningavöruefnin sem hafa verið þróuð á undanförnum árum óbætanlegu hlutverki við að meðhöndla og gera við vefi manna og bæta virkni vefja og líffæra manna, og títan og ræmur málmblöndur eru mikið notaðar. Hér að neðan greinir þessi grein stuttlega tæringarþol læknisfræðilegs títans.
Sem mikilvægt hagnýtt efni er títan mikið notað í geimferðum, orkuiðnaði, lækningavörum og öðrum sviðum vegna lágs þéttleika þess, mikils sérstyrks og góðs tæringarþols. Þróun læknisfræðilegs títan og títan málmblöndur má gróflega skipta í þrjú tímabil:
Fyrsta stigið er táknað með hreinu títan og Ti-6AI-4V; Annað tímabil er: + Ti-5a1-2.5fe og Ti-6Al-7Nb eru dæmigerð málmblöndur; Þriðja stigið er að þróa vörur með betri líffræðilega frammistöðu og lægri teygjustuðul Gerð títan álfelgur er aðal varnarlínan. Notkun nýrra títan álefna mun vera þróunarstefna núverandi almennra lækningatækja.
Rannsóknir á læknisfræðilegum títanblendiefnum hófust í Kína á áttunda áratugnum þegar ti-2.5al-2.5mo-2.5zr (TAMZ) var þróað. Á tíunda áratugnum voru Ti-6Al-4V, ti-al-2.5fe og ti-6 með sjálfstæðum hugverkaréttindum þróuð í röð.
Al-7nb efni. Kínverska vísindaakademían hefur einnig þróað nýja títan álfelgur ti-24nb-4zr-7.6sn. Sem stendur er þróun títan álfelgur í Kína aðallega lögð áhersla á byltingarkennd ný efni og virka beitingu títan álefna.
1, Tæring títan
Títan er varmafræðilega óstöðugur málmur og sljórmöguleiki hans er neikvæður. Venjulegur rafskautsmöguleiki er -1,63v. Þess vegna er auðvelt að mynda oxíðfilmu með passiveringseiginleika í andrúmsloftinu og vatnslausn, með góða tæringarþol
1. Tæringarþol títan í mismunandi miðlum
Það er mjög mikilvægt að rannsaka tæringarþol lækningaefna. Annars vegar komast sumar málmjónir eða tæringarafurðir ígræddra efna inn í líffræðilega vefi, sem geta kallað fram lífeðlisfræðileg viðbrögð af mismunandi stigum; Á hinn bóginn, vegna nærveru líkamsvökva, getur frammistaða sumra efna verið verulega skert, sem leiðir til skjótrar skemmdar eða jafnvel bilunar. Umhverfi mannslíkamans er tiltölulega flókið, sem er líklegra til að valda upplausn snefilefna og breyta stöðugleika oxíðlagsins. Lítill núningur getur skemmt passiveringsfilmuna sem myndast á títaníumyfirborðinu í mismiklum mæli. Til dæmis, í súrefnissnauðu umhverfi, er stöðugleiki oxíðlagsins veikt og þegar það skemmist er ekki hægt að gera við það strax eða mynda nýtt oxíðlag, sem er líklegra til að valda tæringu. Slíkar aðstæður verða vart komnar fram hjá endurteknum hreyfingum mannslíkamans og notkun tækja. Plastaflögun mun breyta byggingarástandi efna og hafa síðan áhrif á tæringargetu efna. Áhrif plastaflögunar á tæringareiginleika efna eru mismunandi. Í ferli plastaflögunar koma gallar fram í viðmóti og korni vegna styrks innri streitu. Þess vegna mun plast aflögun veikja tæringarþol efna.
2. Tæringarkerfi títan
Títan er umbreytingarþáttur IVB hópsins, sem er efnafræðilega virkur og hefur mikla sækni við súrefni. Í hvaða -efni sem inniheldur súrefni er auðvelt að mynda þétta passiveringsfilmu á yfirborði títan, sem er mjög þunnt, og þykkt þess er venjulega nokkrir nanómetrar til tugir nanómetra. Tilvist passiveringsfilmu úr títan álfelgur dregur úr yfirborðsvirku upplausnarsvæðinu og upplausnarhraðanum og þolir þannig skaðann af völdum upplausnar. Að auki er einnig hægt að gera við passivation filmuna sjálfkrafa og þegar hún skemmist getur ný hlífðarfilm myndast fljótt. Þess vegna hefur títan góða tæringarþol. Tæringarform títaníums sem er ígrædd í lífveru má skipta í gryfjutæringu, streitutæringu, sprungutæringu, galvanískri tæringu og slittæringu.
2.1 innri tæring
Streitutæring vísar til þess fyrirbæra að málmur er sprunginn þegar togspenna og tæring verka á sama tíma. Almennt ferlið er sem hér segir: virkni togálags veldur því að hlífðarfilman sem myndast á málmyfirborðinu brotnar, myndar sprunguuppsprettu gryfju- eða sprungutæringar og þróast niður í dýpt. Á sama tíma getur virkni togálags valdið því að hlífðarfilmurinn brotnar ítrekað, myndar sprungur hornrétt á togspennuna og jafnvel beinbrot.
2.1.1 ástæður sem hafa áhrif á streituviðbrögð títan álfelgur
SCC úr títan ál er afleiðing af umhverfi, streitu og efni. SCC er mjög sértækt, svo lengi sem einhverjum af ofangreindum þremur þáttum er breytt mun SCC ekki eiga sér stað.
1) Umhverfi
(1) Miðlungs
SCC úr títanblendi getur komið fram undir áhrifum margra miðla eins og vatnslausnar, eimaðs vatns, lífrænnar lausnar og heits salts. SCC vélbúnaður er öðruvísi í mismunandi miðlum.
(2) PH gildi
Áhrif pH-gildis á SCC títan álfelgur eru enn nokkuð mismunandi. Almennt minnkar SCC næmi títan álfelgur með aukningu á pH gildi. Þegar pH gildið er 13-14 er oft hægt að bæla SCC. Sterkt ætandi umhverfi með pH gildi 2-3 getur þó jafnvel myndast framan á staðbundnum sprungum þar sem SCC breytingar verða.
(3) Möguleiki
Áhrif hugsanlegs á magn SCC skipta sköpum. SCC næmur möguleiki álfelgur er öðruvísi með tæringarkerfinu sem samanstendur af álfelgur og miðli. Til dæmis, þegar möguleiki b-títanblendi í vatnslausninni sem inniheldur halíð er um - 600mV, versnar SCC; Undir of passivation möguleika, sprungur koma einnig fram; Hins vegar, þegar möguleikinn er minni en - 1000mV, er engin sprunga. Í vatnslausninni sem inniheldur Cl - og Br - er SCC næmur möguleiki ti8al1mo1v - 500mv - - 600mV. Í vatnslausninni sem inniheldur I - er næmni spennan yfir 0mV.
(4) Hitastig
Hitastig er einn af mikilvægum þáttum sem hafa áhrif á myndun SCC í títan málmblöndur. Almennt séð eykst SCC næmi með hækkun hitastigs. Í heitu saltloftsumhverfinu 300-500 gráður er streitutæring ti6al3mo2zr0.5sn álfelgur næmari fyrir SCC yfir 450 gráðum. Í lausninni af H2S + CO2 + NaCl + s er SCC næmi Ti6Al4V málmblöndunnar með ákveðið magn af PD eða Mo lægra við 200 gráður en við 250 gráður. En efnin sem grædd eru í mannslíkamann hafa takmarkað næmi fyrir hitastigi.
(5) Styrkur Cl jóna
Því hærra sem styrkur Cl - er í lausninni, því meira er SCC næmi.
2) Streita
SCC slysin af völdum afgangsálags álfelgurs við kaldvinnslu, smíða, suðu, hitameðhöndlun eða samsetningu eru 40% af öllum SCC slysum. Að auki eru ytri streitu sem myndast við notkun, ytri streita af völdum rúmmálsáhrifa tæringarafurða eða ójöfn álag af völdum rúmmálsáhrifa tæringarafurða allir streituvaldar SCC. Því hærra sem streitustigið er, því styttri tími SCC.
3) Efni
Í sama umhverfismiðli, ef efnasamsetning, aðskilnaður, uppbygging, kornastærð, kristalgalla, eiginleikar, hitameðferð og yfirborðsástand efna eru mismunandi, þá eru streitutæringarhegðun þeirra og gráður einnig mismunandi. Að bæta litlu magni af PD, Mo eða Ru við títan álfelgur getur dregið úr streitutæringarnæmi þess. SCC næmi Ti6Al4V og ti15v3cr3al3sn málmblöndur eftir hámarksöldrunarmeðferð er hærra en glæðið málmblöndur. Þegar súrefnisinnihald Ti6Al4V málmblöndunnar er lægra en 0,13%, getur SCC næmi minnkað verulega.
2.1.2 algengar lausnir
Hægt er að nota eftirfarandi aðferðir til að útrýma eða draga úr SCC næmni títan álfelgur í ákveðnum miðlum:
1) Fjarlægðu afgangsstreitu
Hægt er að útrýma staðbundinni afgangsálagi sem myndast eftir að hlutarnir eru framleiddir með heildarglæðingu eða staðbundinni glæðingu. Á þessum tíma ætti að íhuga neikvæð áhrif hitameðferðar á styrk, mýkt eða seigleika efnisins.
2) Blöndun
Fyrir hefðbundnar málmblöndur er hægt að bæta viðeigandi magni af PD, Mo eða Ru við málmblönduna í samræmi við aðstæður til að bæta SCC viðnám þess.
3) Yfirborðsmeðferð
Með því að bæta yfirborðsgæði títan álfelgur er hægt að bæta lífsamrýmanleika og slitþol efnisins og draga úr tíma og hraða sprungumyndunar og seinka.
2,2 sprungu tæringu
Þegar miðillinn er í bilinu sem myndast á milli málmhlutans og málmsins eða ekki-málms getur það flýtt fyrir tæringu málmsins í bilinu, sem kallast biltæring. Sprungutæring er eins konar staðbundin tæring. Þegar það er bil í títan og títan álfelgur, vegna skorts á oxandi efnum í bilinu, verður það rafskaut og tærir, eyðileggur passivation filmuna. Almennt fer tæring sprungu í gegnum þrjú stig: ① súrefnisnotkun í sprungu; ② Myndar makró rafhlöðu og pH gildið lækkar; ③ Passunarfilman er virkjuð og leyst upp þar til hún er algjörlega eytt. Í ljós kemur að riftæringarstig efnisins í lausn Hanks við 37 gráður er NiTi > NiTiCu > 316L > Ti6Al4V ≈ Ti; Ti og Ti6AI4V hafa sterka sprunguþol í lausn Hanks.
2.3 slit og tæringu
Slittæring er sú að þegar málmur og miðill eru í snertingu við hvert annað er hlutfallslegur hreyfihraði mikill, sem veldur því að málmyfirborðið verður fyrir sliti og veldur síðan hraðari tæringu málms. Þegar títan er ígrædd sem ígræðsla mun það slitna með stýritækjunum að vissu marki, sem eyðileggur oxíðfilmuna á yfirborðinu. Ef ekki er hægt að gera við þessa oxíðfilmu í tæka tíð mun ígræddi málmurinn tærast frekar eða jafnvel bila.
Lífeindafræðileg efni eru mikilvægur efnislegur grunnur fyrir hraðri þróun nútíma klínískrar læknisfræði og eru meginviðfangsefni efnisrannsókna á 21. öldinni. Títan, sem ný tegund af tæringarþolnu-efni, hefur tekið miklum framförum. Vegna góðs lífsamrýmanleika og tæringarþols hefur það verið mikið notað á lífeindasviði. Hins vegar eru enn mörg vandamál sem þarf að leysa við notkun títan í umhverfi manna. Þess vegna ætti að rannsaka frammistöðu títanefna á öllum sviðum ítarlega til að hanna og hefja hraðari þróun lífeindafræðilegra efna.
