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Biomedizinische Titanlegierung: Klassifizierung, Leistung

Jun 21, 2022

Biomedizinische Titanlegierungen können nach der mikroskopischen Struktur der Materialien klassifiziert werden. Typ plus Typ und Titanlegierung Typ III. Gegenwärtig werden Reintitan und Ti-6Al-4V-Legierungen in der klinischen Praxis noch häufig verwendet. Legierungen vom Titantyp sind jedoch aufgrund ihres niedrigeren Elastizitätsmoduls und ihrer besseren Biokompatibilität zu einem heißen Forschungsthema auf diesem Gebiet geworden. Es ist die vielversprechendste biomedizinische Titanlegierung.

titanium rods the medical metal of choice

Tabelle 1 zeigt die mechanischen Eigenschaften verschiedener biomedizinischer Titanlegierungen. Abbildung 1 zeigt einen Vergleich des Elastizitätsmoduls verschiedener biomedizinischer Legierungen mit dem von menschlichen Knochen. Wie Sie sehen können, ist der Elastizitätsmodul des biomedizinischen Titans der zweiten Generation deutlich niedriger als der der ersten Generation. Es gibt einen zunehmenden Trend zum Nb-Gehalt im Legierungsdesign und beide sind Titanlegierungstypen, Ti-35Nb-7Zr-5Ta und Ti-29Nb-13 Ta-7.1Zr-Legierungen haben den niedrigsten Elastizitätsmodul von 55 MPa, was dem von menschlichen Knochen am nächsten kommt. Daher ist die Entwicklung von biomedizinischen Materialien mit Ti-Legierungen mit niedrigem Elastizitätsmodul zu einem Forschungsschwerpunkt auf diesem Gebiet geworden. Biomedizinische Hyperelastizität, die im In- und Ausland am häufigsten untersuchte Titanlegierung ist ti NB hyperelastische Titanlegierung.

Tabelle 1 Mechanische Eigenschaften von biomedizinischem Titan


Material

Standard

Elastizitätsmodul/Gpa

Zugfestigkeit/Mpa

Legierungstyp

Biomaterialien der ersten Generation


Kommerziell reines Titan

ASTM-1341

100

240-550

a

Ti-6Al-4V Geschmiedetes und gewalztes Stück

ASTM F136

110

860-965

ein Plus

Ti-6Al-4V

Standardniveau

ASTMF1472

112

895-930

ein Plus

Ti-6AI-7Nb

ASTM F1295

110

900-1050

ein Plus

Ti-5Al-2.5Fe

110

1020

ein Plus

Biomaterialien der zweiten und dritten Generation


Ti-13Nb-13Zr

79-84

973-1037

Metastabil

Ti-12Mo-6Zr-2Fe

74-85

1060-1100

Ti-35Nb-7Zr-5Ta

55

596

Ti-29Nb-13Ta-4.6Zr

65

911

Ti-35Nb-7Zr-5Ta-0.4o

ASTMF1713

66

1010

Ti-15Mo-5Zr-3AI

ASTMF1813

82

Ti-Mo

ASTM F2066

Comparison of elastic modulus between biomedical alloy and human bone

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