Titanová slitina--Po implantaci do těla dokáže odolat teplu vesmíru a pomáhá kostem růst – Blog

Existuje kov, který musí vydržet hodiny vystavení plamenům přesahujícím 1000 stupňů Celsia ve výšce 10 000 metrů bez deformace; přesto musí také zůstat po desetiletí tiše zakotvena v lidském těle, aniž by byla odmítnuta, zkorodována nebo uvolněna. Tyto dva scénáře vyžadují od materiálu téměř opačné vlastnosti. Jeden vyžaduje extrémně vysokou-teplotní pevnost, zatímco druhý vyžaduje dlouhodobou-kompatibilitu s živou tkání. Přesto oba ukazují na stejný kov-slitina titanu.

Zde je otázka: Proč se některé slitiny titanu používají v motorech, zatímco jiné se používají v lidském těle?

Odpověď se nenachází v periodické tabulce, ale spočívá v neviditelné „struktuře“ v nich.

I. Síla titanu: lehký, pevný a odolný

Abychom pochopili, proč se slitiny titanu používají v tolika oblastech, musíme se nejprve podívat na jejich „tovární nastavení“. Jedním z nejvíce fascinujících aspektů titanu je to, že kombinuje několik výhod, které si obvykle vzájemně odporují: má hustotu výrazně nižší než ocel, přesto jeho pevnost konkuruje mnoha konstrukčním ocelím; je odolný proti korozi-a zůstává stabilní v mnoha drsných prostředích; a stále vydrží zatížení při mírně vysokých teplotách.

Ještě důležitější je, že čistý titan má schopnost "transformace". Při nízkých teplotách jsou jeho atomy uspořádány v těsně -sbalené struktuře; když teplota stoupne nad určitý kritický bod, přepne se do jiného uspořádání. V materiálové vědě se první nazývá fáze a druhá fáze se nazývá fáze. Téměř všechna tajemství titanu jsou zapouzdřena v těchto dvou písmenech: poskytuje stabilitu a houževnatost a zároveň nabízí tvárnost a potenciál.

II. TI6AL4V: „Velký bratr“, který umí všechno-a dělá to všechno dobře Pokud byste si pamatovali pouze jedno jméno z rodiny titanových slitin, s největší pravděpodobností by to byl TI6AL4V. Patří do kategorie + dvou-fázových titanových slitin a obsahuje jak stabilní fázi, tak odpovídající množství fáze. Tato konfigurace „půl{10}}a{11}}půl nemá za následek průměrnost, ale spíše vzácnou rovnováhu: dostatečná pevnost, slušná tažnost, relativně dobrá obrobitelnost a stabilní celkový výkon. Úspěch TI6AL4V nepramení z excelování v žádném jednotlivém aspektu, ale spíše z trvale dobrého výkonu ve všech oblastech.

III. Ti-6,5Al-3,5Mo-1,5Zr-0,3Si: Ponořte se trochu hlouběji do tepla

Standardní dvou{0}}fázové slitiny titanu začnou při určité teplotě „měknout“-jejich pevnost klesá a delší vystavení teplu způsobí jejich postupnou deformaci. Pro zachování jejich celistvosti při vyšších teplotách je samotné složení Gr5 nedostatečné. Ti-6.5Al-3.5Mo-1.5Zr-0.3S je navrženo speciálně pro tuto „teploodolnou“ aplikaci. Nastavením rovnováhy legujících prvků zůstává jeho mikrostruktura stabilnější při vysokých teplotách a poskytuje vynikající odolnost proti tečení a měknutí.

Stručně řečeno: Titanové slitiny se často nazývají „univerzální kov“, ale tato všestrannost není vrozená. Jeho základ spočívá v „tvaru-posouvající se“ duplexní struktuře a jeho potenciál je určen lidskou kontrolou nad jeho mikrostrukturou. Od vyvážených duplexních slitin po tepelně -odolné směsi a až po téměř- systémy, které maximalizují svůj potenciál, každý krok této expanze je řízen jediným jednoduchým principem: materiál poskytuje možnosti; zbytek je na nás, abychom posouvali hranice.

1 Kilogram Of Titanium Bar High Purity Titanium Metal Cube