钛及钛合金人体植入材料研究进展

钛及其合金因其具有低密度、高比强度、低弹性模量、良好的生物相容性和耐蚀性等特点, 被认为是一种理想的人体植入金属材料, 广泛应用于骨关节替换、牙齿修复等方面, 且对其的需求量快速增长; 同时, 钛也存在骨整合率低、抗菌性差、耐磨性差等缺陷, 急需进一步研究和改进。本文介绍了钛及钛合金作为人体植入材料的优异特性, 概述了国内外关于新型β型钛合金、表面改性钛合金、多孔钛合金、钛-陶复合材料的研究进展, 总结了钛及钛合金材料存在的一些问题, 为新型钛及钛合金材料的设计研发, 钛及钛合金综合性能的优化, 钛及钛合金使用寿命的延长提供参考。     

骨科用钛合金表面改性技术与生物相容性研究进展

钛合金因其优异的耐腐蚀性能和良好的生物相容性,在骨科修复领域得到广泛应用。对国内外骨科用钛合金表面涂层制造技术及其相容性的研究进展进行了总结,重点介绍了等离子喷涂、阳极氧化、热氧化、微弧氧化等处理方法的最新进展,并对钛合金表面涂层种类及组织相容性、血液相容性、力学相容性等进行了分析。     

医用钛及钛合金表面改性材料与技术研究进展

由于医用钛及钛合金的优异性能及广泛应用,其表面改性材料及技术引起了人们的关注。本文介绍了羟基磷灰石涂层、耐蚀耐磨涂层以及表面抗菌涂层的应用现状,展望了医用钛及钛合金表面改性材料与技术研究和发展方向。     

钛应用前景广阔

钛的高强度、低密度、优异的适应性、较强的回弹性、高温性能以及良好的耐蚀性和生物相容性等特性对开发钛的新兴应用市场十分有利。除了传统的航空、航天、军事、化工处理工业应用外，最近几年钛的新兴应用市场发展很快，钛的应用领域越来越广。     

NiTi合金表面改性研究进展

近等原子比NiTi形状记忆合金具有优异的形状记忆效应、超弹性以及良好的耐腐蚀性。NiTi合金制备的多种生物医学植入体已经实现了临床应用。但是,NiTi合金在体液的长期腐蚀下析出的Ni离子,可能对人体造成过敏、发炎和致癌等风险。介绍了近几年来采用氧化、等离子体和涂层方法对NiTi形状记忆合金进行表面改性的研究进展情况,这些表面处理主要是对NiTi合金表面自然形成的氧化层进行改造,形成更加稳定、耐腐蚀性能更高的新表层,以抑制或者隔绝Ni离子的溶出,从而提高合金在长期使用情况下的生物相容性。分别对这几种改性方法的优缺点进行了总结,最后指出了表面改性研究的未来发展方向。     

C离子注入对OT4—0钛合金结构和耐蚀性的影响

钛及钛合金因与生物肌体组织相容性好,在组织体液中耐蚀性优异,密度比铁和钴基合金小得多,因而越来越广泛地用作植入件、外科手术器械等．但钛不耐磨,而传统的表面改性方法虽可使其耐磨性增大,却使疲劳抗力降低．室温下钛表面离于注入Ｎ和Ｃ可使其耐磨性和疲劳抗力同时提高．Ｃ不会破坏钛合金的生物相容性,因而适于用作金属植入件的涂层． 曾有人研究过注入Ｃ离于对ＴｉＣ结构、对钛机械性能的影响,但对耐蚀性影响的报道较少．中国研究人员研究了２５℃下,Ｔｉ一６Ａ１一４Ｖ合金以８０ｋｅＶ能量注入浓度为３ｘ１０１７Ｃ＋·ｃｍ…     

钛表面处理技术的发展现状

综述了钛表面加工、耐磨处理以及耐蚀、抗氧化处理等技术的发展现状.指出了钛表面处理技术在朝着性能优、工艺简单、成本低的方向发展;工艺研究今后会集中在离子束增强沉积、离子渗金属合金化、微弧氧化、激光涂层等方面;钛材需要表面技术提高的性能主要集中在作为摩擦副的耐磨性能、作为生物材料的生物相容性、作为特殊介质中使用的材料的耐蚀性、作为建筑材料的表面艺术性以及日用品的表面低成本装饰性能等.     

氧含量及轧制工艺对纯钛管材性能的影响

氧是钛及其合金重要的间隙杂质元素之一,它的含量对钛合金的组织和性能具有一定的影响。研究了不同氧含量、不同轧制变形量对纯钛管材性能的影响,分析了氧含量、轧制变形率、轧制相对减壁量（Q值）等对管材力学性能的影响规律。研究结果表明,氧含量对纯钛管材性能有明显的影响,纯钛管材氧含量在0．08％-0．13％范围内可获得强度高、塑性优异的管材;轧制Q值变化对纯钛管材性能具有重要的影响,当1．2≤Q〈2．3时,可获得综合性能优异的纯钛管材;冷轧变形率对纯钛管材的性能影响显著,当成品火次变形率控制在35％～60％范围时,管材综合力学性能优异。     

牙科用Ti—Zr二元合金的磨削性

钛具有很好的生物相容性及耐蚀性,作为牙科植入材料等生物材料已有定论。但是钛的切削性及磨削性等机械加工性能差,因此机加工时间长,加工刀具寿命也短。近年来,牙科修补越来越多地采用牙科CAD／CAM技术。由于上述原因,钛几乎不能应用于牙科CAD／CAM。因此必须改善钛的机械加工性能,以扩大钛的牙科应用范围。     

西北院生物所在医用金属材料表面去合金活化领域取得重大突破

<正>随着人体硬组织病变、损伤、缺损临床修复病例逐年剧增,硬组织植入类医疗器械得到广泛应用。钛及钛合金由于自身无毒、质轻、耐腐蚀、生物性能优异的特性,已经成为临床治疗的首选材料。但钛及钛合金缺乏生物活性,通常需要通过表面改性处理赋予植入体诱导组织快速愈合并实现长期稳定服役。传统表面改性技术通常是在植入物表面形成一层"加法"涂层,涂层与基体之间存在界面,且涂层在手术过程中或服役时可能会松动或剥落,进而影响植入体治疗效果甚至导致手术失败。     

钛卤盐热裂解过程中影响纯钛沉积速率的主要因素分析

结合实验情况对通过基底材料的电流密度、原料中杂质行为、高价卤化物的生成以及卤化物的蒸汽压等影响钛沉积速率的主要因素进行了系统分析。以自制的卤化剂和粗钛为原料,采用特殊的工艺设备,首先使粗钛与卤化剂反应制得钛卤盐,然后控制反应条件,使该钛卤盐在适宜条件下发生热裂解制备高纯钛。结果发现:控制适宜的电流密度和操作温度,可使钛卤盐保持较高的蒸汽压与转移速度,并且可以抑制杂质碘化物的转移分解,从而使得纯钛有较为满意的沉积速率和纯度。     

15架Y形连轧机轧制钛及钛合金线材的工艺研究

阐述了钛及钛合金的塑性变形特性,分析了Y型轧机的结构及孔型系统,提出用15架Y形连轧机轧制钛及钛合金线材。对连轧常数和连轧张力进行理论分析,通过试验研究确定了钛及钛合金线材连轧张力,从而为低成本、多品种的钛及钛合金线材的生产提出了新的思路,为满足航空航天等高科技领域对钛及钛合金线材的需求奠定了良好的基础。     

2011年中国钛工业发展报告

介绍了2011年中国钛工业的运行情况,包括海绵钛、钛锭、钛加工材的产能、产量及对外贸易情况。分析了2011年中国海绵钛、钛加工材的价格走势。2011年中国海绵钛和钛加工材产量均创历史最高记录,海绵钛产量达64 952 t,与2010年相比增长12.4%;钛加工材产量也达50 962 t,与2010年相比增长33.0%。2011年,中国海绵钛和钛加工材的出口大幅上升,海绵钛出口量达到8 735 t,与2010年相比增长145.7%;钛加工材的出口量破万吨,达到11 252 t,与2010年相比增长49.0%。     

2013年中国钛工业发展报告

从产能、产量、市场、价格、对外贸易等方面对中国钛精矿、海绵钛、钛锭、钛粉、钛加工材等主要相关钛产品的生产及销售情况进行了统计,并在此基础上对2013年中国钛工业的总体运营状况进行了评价,对取得的技术进步进行了回顾。指出2013年中国钛精矿的供求基本平衡,而海绵钛及钛加工材均存在产能过剩的问题,且价格均大幅下滑,尤其是2013年下半年价格一直处于低位。此外,中国钛工业在发展中要注重决策的前瞻性和计划性,狠抓技术进步以及钛产品的应用推广。     

钛冶金的进展和发展方向探讨

论述了我国钛冶金的进展、存在的问题和同世界先进水平相比之下的差距。针对我国加入WTO所面临的形势 ,探讨了促进钛工业的发展应采取的措施。其中包括 :加强钛资源的勘探 ,实现钛原料 (钛矿、人造金红石 ,高钛渣 )的规模化生产 ,保持钛白生产高水平持续发展 ,重点发展金属钛生产 ,加强管理和研究新技术大幅度降低钛制品生产成本 ,促进金属钛更广泛应用。     

中国钛工业发展的原料问题及对策

近几年中国钛白及海绵钛产业取得了巨大发展,但国内钛矿原料难以满足生产需求,同时进口钛精矿价格上涨,这给国内钛白和海绵钛生产企业带来了较大的成本压力,也不利于钛产品的进一步推广应用。因此,我国钛工业发展迫切需要稳定的钛矿原料作为支撑。基于国内钛矿资源及其开采利用现状,提出了获得稳定钛原料供应的一些对策。     

离子液体在电沉积钛及其合金中的应用

离子液体作为一类新型绿色溶剂在电沉积活泼金属及合金方面具有重要作用,本文介绍离子液体在电沉积钛及钛合金方面的应用,探讨了钛及钛合金在离子液体中电解的电化学行为。用钛的卤化物为钛源,由于低价的钛氯化物在离子液体中的溶解度较低,在现有的离子液体中电沉积金属钛非常困难,需要继续寻找新的钛源及合适的离子液体。以二氧化钛为钛源,在离子液体中可以电积出部分金属钛。在离子液体中可以沉积出钛合金,但总的电流效率偏低。     

2011年中国钛精矿及海绵钛市场评述

2011年中国钛市场经历了由平淡到火爆,再由火爆转入低迷的大起大落。介绍了2011年中国钛矿的供应和需求状况,分析了钛精矿、高钛渣、四氯化钛以及海绵钛的价格走势及市场剧烈波动的原因。2011年上半年中国钛白粉企业大量生产,下半年又减产停产,使得钛矿价格剧烈波动,继而引起下游产品高钛渣、四氯化钛及海绵钛价格的大起大落。     

2009年上半年我国钛工业运行情况

回顾了2009年上半年我国钛工业的运行情况,介绍了我国钛工业的生产情况和进出口情况,并分析了海绵钛和钛制品的价格走势。总体上看,我国上半年钛行业产量急剧萎缩,海绵钛产量为17470t,与上年同期相比下降了38．2％;钛加工材产量为12648t,与上年同期相比下降了10．2％。海绵钛和钛加工材的进口量和出口量也均下降,并重新成为海绵钛和钛加工材的净进口国。     

微合金钢中钛析出相的氯化钾-柠檬酸体系提取及各相的分离测定

对含钛微合金钢的钛相进行分离和测定,建立了一种快速分离微合金钢中钛析出相的定量方法。通过优化试验选择75g/L氯化钾溶液-5g/L柠檬酸-去离子水体系代替传统的甲醇电解液提取微合金钢中钛析出相,于0℃电解可以克服低温电解速度慢的问题。用2.4mol/L HCl分解细粒碳化钛,1mol/L HNO₃分解粗粒碳化钛,硝酸和过氧化氢分解氮化钛,采用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定各相中钛的含量。差减法得到固溶钛以及用碳硫分析仪测定残渣中硫含量换算得到硫化钛含量。细粒碳化钛占钛相的34.27%,粗粒碳化钛占钛相的22.38%,氮化钛占钛相的14.68%,硫化钛占钛相的6.29%,固溶钛占钛相的16.78%。方法的钛析出相回收率为94.41%。