Mikroporozna struktura Titanijumski 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 dobar spoj krutosti, tvrdoće i plastičnosti. Ortogonalne dvoslojne mreže su međusobno dobro sinterovane. Mikropore se mogu uočiti na titanovim vlaknima svakog sloja. Kako se veličina čestica praha smanjuje, njegova svojstva sinterovanja se povećavaju, dok se poroznost smanjuje.
Titanijum sa mikroporoznom strukturom ima još dve prednosti za implantaciju u ljudsko telo:
1. Smanjite krutost materijala, čime se oslabi efekat zaštite od naprezanja;
Drugo, može uvesti rast kostiju i ubrzati kombinaciju ljudskog tijela i implantata. Titanijum za rešetkaste strukture ili mikromrežove kombinuje visoku čvrstoću, nisku gustinu i odličnu otpornost na oštećenja.
Što se tiče sadašnjih metoda pripreme takvih materijala, one uglavnom uključuju precizno livenje replika, sinterovanje naslaganih nizova žica ili selektivno elektronsko sinterovanje/lasersko sinterovanje titanijumovog praha.
Na kraju, istraživači su otkrili da metoda pripreme ovog novog mikrostrukturiranog materijala od titanijuma nije prikladna samo za metal titanijuma, već se može savršeno proširiti i na druge praktične metale upotrebom ove metode, a može se čak koristiti i za sinterabilni oksid{{ 0}} keramički materijali.
