การพัฒนาและการประยุกต์ใช้โลหะผสมไทเทเนียม: นวัตกรรมจากอุณหภูมิสูงถึงวัสดุทางการแพทย์

โลหะผสมไทเทเนียมซึ่งมีคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีที่เป็นเอกลักษณ์ได้กลายเป็นวัสดุที่ขาดไม่ได้ในหลายสาขาเช่นการบินการบินและอวกาศยานยนต์สารเคมีและการแพทย์ จากโลหะผสมไทเทเนียมอุณหภูมิสูงไปจนถึงโลหะผสมไทเทเนียมทางการแพทย์ในปัจจุบันการพัฒนาและการประยุกต์ใช้โลหะผสมไทเทเนียมยังคงสร้างความก้าวหน้าใหม่ I. การพัฒนาในโลหะผสมไทเทเนียมอุณหภูมิสูง

โลหะผสมไทเทเนียมอุณหภูมิสูงครั้งแรกของโลกที่ประสบความสำเร็จคือ Ti-6AL-4V ซึ่งสามารถใช้ที่อุณหภูมิสูงถึง 300-350 ℃ ต่อจากนั้นด้วยความก้าวหน้าของเทคโนโลยีได้มีการแนะนำโลหะผสมไทเทเนียมอุณหภูมิที่สูงขึ้นเช่น IMI550, BT3-1 และโลหะผสมอื่น ๆ โดยใช้อุณหภูมิสูงถึง 400 ℃ในขณะที่ IMI679, IMI685, TI-6246, TI-6242 ใน 450-500 ℃อุณหภูมิสูงและงานที่มั่นคง ในปัจจุบันโลหะผสมไทเทเนียมอุณหภูมิสูงใหม่ที่ใช้กับเครื่องยนต์อากาศยาน ได้แก่ โลหะผสม IMI829 และ IMI834 ของสหราชอาณาจักรโลหะผสม TI-1100 ของสหรัฐอเมริกาและโลหะผสม BT18Y และ BT36 ของรัสเซีย

เพื่อปรับปรุงการใช้อุณหภูมิอัลลอยไทเทเนียมต่อไปต่างประเทศกำลังใช้เทคโนโลยีการแข็งตัว / ผงอย่างรวดเร็ว, วัสดุคอมโพสิตที่เสริมด้วยเส้นใยหรืออนุภาคเสริมและเทคโนโลยีใหม่อื่น ๆ เพื่อพัฒนาโลหะผสมไทเทเนียมที่สามารถทำงานที่อุณหภูมิสูงสูงกว่า 650 ℃ ตัวอย่างเช่น บริษัท US McDonnell Douglas ใช้เทคโนโลยีการแข็งตัว / ผงอย่างรวดเร็วเพื่อพัฒนาอัลลอยไทเทเนียมความหนาแน่นสูงและความหนาแน่นสูงที่ 760 ℃ยังคงสามารถรักษาความแข็งแรงได้อย่างยอดเยี่ยม

ประการที่สองการเพิ่มขึ้นของโลหะผสมไทเทเนียมอลูมิเนียมที่ใช้ไทเทเนียม

โลหะผสมไทเทเนียมที่ใช้อลูมิเนียมไทเทเนียมเช่น TI3AL (α2) และสารประกอบ intermetallic ti3al (α2) และ ti3al (α2) และมีประสิทธิภาพที่อุณหภูมิสูงความต้านทานออกซิเดชันความต้านทานครีพและน้ำหนักเบา ฯลฯ ส่วนประกอบโครงสร้างของเครื่องบินวัสดุการแข่งขัน ปัจจุบันมีโลหะผสมไทเทเนียมที่ใช้ TI3AL เช่น TI-22NB-14AL และ TI-24AL-14NB-#V-0.5MO ซึ่งเริ่มผลิตจำนวนมากในสหรัฐอเมริกา และโลหะผสมไทเทเนียมที่ใช้ Tial (γ) เช่น Tal- (1-10) M (ที่.%) ได้รับความสนใจอย่างกว้างขวางเนื่องจากคุณสมบัติที่เป็นเอกลักษณ์ของพวกเขา Yesino จัดให้มีแถบไทเทเนียมแผ่นไทเทเนียมแผ่นไทเทเนียมการตีไทเทเนียมและผลิตภัณฑ์ไทเทเนียมอื่น ๆ

ประการที่สามการพัฒนาของโลหะผสมไทเทเนียมชนิดβ

โลหะผสมไทเทเนียมชนิดβ-type มีลักษณะที่ดีและประสิทธิภาพการประมวลผลที่ร้อนและร้อนการชดเชยง่ายการหมุนและการเชื่อมและเป็นวัสดุสำคัญในการบินและอวกาศยานยนต์และสาขาอื่น ๆ โลหะผสมไทเทเนียมประเภทβ-type รวมถึง Ti1023, Ti153, β21s ฯลฯ พวกเขาไม่เพียง แต่มีคุณสมบัติเชิงกลที่ยอดเยี่ยมและความต้านทานต่อสิ่งแวดล้อม แต่ยังมีความแข็งแรงสูงความเหนียวสูงและลักษณะอื่น ๆ

ประการที่สี่นวัตกรรมของโลหะผสมไทเทเนียมทางการแพทย์

ไทเทเนียมเป็นสารพิษน้ำหนักเบามีความแข็งแรงสูงและมีความเข้ากันได้ทางชีวภาพที่ยอดเยี่ยมเป็นวัสดุโลหะที่เหมาะสำหรับการใช้งานทางการแพทย์ ในปัจจุบันโลหะผสม Ti-6AL-4V Eli ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในสาขาการแพทย์ แต่การตกตะกอนของวานาเดียมและอลูมิเนียมที่เป็นไปได้ในร่างกายมนุษย์อาจทำให้เกิดอันตรายได้กระตุ้นความกังวลของวิชาชีพแพทย์ ด้วยเหตุนี้อัลลอยไทเทเนียมที่ปราศจากอลูมิเนียมปราศจากวานาเดียมจึงได้รับการพัฒนาอย่างแข็งขัน ตัวอย่างเช่นญี่ปุ่นได้พัฒนาชุดของโลหะผสมα + βไทเทเนียมและโลหะผสมไทเทเนียมβไทเทเนียมด้วยความเข้ากันได้ทางชีวภาพที่ยอดเยี่ยมซึ่งคาดว่าจะแทนที่โลหะผสม Ti-6AL-4V Eli ในอนาคตและกลายเป็นวัสดุหลักสำหรับการปลูกถ่ายทางการแพทย์