1. Pa ditaniwm yw gradd feddygol?
Mae titaniwm gradd feddygol yn cyfeirio at aloion titaniwm penodol neu titaniwm pur sy'n cwrdd â biocompatibility caeth, ymwrthedd cyrydiad, a safonau eiddo mecanyddol i'w defnyddio mewn dyfeisiau meddygol a mewnblaniadau. Y deunyddiau titaniwm gradd meddygol mwyaf cyffredin yw:
Titaniwm Pur (Titaniwm CP, Gradd 1, 2, 3, 4): Defnyddir graddau titaniwm pur yn fasnachol (CP) 1-4 mewn cymwysiadau meddygol, gyda Gradd 2 yn cael ei fabwysiadu fwyaf eang. Maent yn cynnig biocompatibility rhagorol, ymwrthedd i hylifau corfforol, a hydwythedd, gan eu gwneud yn addas ar gyfer mewnblaniadau nad ydynt yn dwyn llwyth (ee, platiau deintyddol, clipiau) neu gydrannau lle mae angen hyblygrwydd.
Aloion titaniwm (Ti-6Al-4V Eli): Mae fersiwn wedi'i haddasu o'r aloi Ti-6AL-4V, "Eli" yn sefyll am "Interstitial Isel Ychwanegol." Mae wedi gostwng lefelau o elfennau rhyngrstitol (ee, ocsigen, carbon, nitrogen) i wella caledwch a biocompatibility. Yr aloi hwn yw'r safon aur ar gyfer mewnblaniadau sy'n dwyn llwyth (ee, amnewid clun a phen-glin, caledwedd asgwrn cefn) oherwydd ei gymhareb cryfder-i-bwysau uchel a'i wrthwynebiad blinder.
Mae'r deunyddiau hyn wedi'u hardystio gan gyrff rheoleiddio (ee, FDA, ISO) i sicrhau nad ydyn nhw'n ymateb yn niweidiol gyda meinwe ddynol neu hylifau corfforol.
2. Pa fath o ditaniwm sy'n cael ei ddefnyddio ar gyfer mewnblaniadau meddygol?
Y prif ddeunyddiau titaniwm a ddefnyddir mewn mewnblaniadau meddygol yw:
Ti-6al-4v Eli: Fel y soniwyd, mae'r aloi hon yn drech ar gyfer mewnblaniadau sy'n dwyn llwyth (ee coesau clun, prostheses pen-glin, sgriwiau esgyrn). Mae ei gyfuniad o gryfder tynnol uchel (~ 860 MPa), ymwrthedd blinder, a biocompatibility yn ei gwneud yn ddelfrydol ar gyfer gwrthsefyll straen mecanyddol symud bob dydd.
Titaniwm Masnachol Bur (CP) (Graddau 2 a 4): Defnyddir Titaniwm Gradd 2 CP ar gyfer cymwysiadau nad ydynt yn dwyn llwyth fel mewnblaniadau deintyddol, casinau rheolydd calon, ac offer llawfeddygol, diolch i'w hydwythedd a'i wrthwynebiad cyrydiad. Defnyddir gradd 4, yn gryfach na gradd 2, ar gyfer rolau ychydig yn fwy heriol, fel platiau esgyrn.
Aloion beta titaniwm (ee, TI-13NB-13ZR, TI-6AL-7NB): Mae'r aloion hyn yn cynnig gwell biocompatibility (llai o risg o adweithiau alergaidd o gymharu ag aloion sy'n cynnwys vanadium fel TI-6AL-4V) ac fe'u defnyddir mewn mewnblaniadau arbenigol, gan gynnwys dyfeisiau deintyddol ac orthopedig, lle mae gwell cydnawsedd meinwe yn hollbwysig.
3. Beth yw'r radd uchaf o ditaniwm?
Mae "gradd" titaniwm fel arfer yn cyfeirio at burdeb (ar gyfer Titaniwm CP) neu gyfansoddiad aloi, gyda graddau uwch yn aml yn nodi mwy o gryfder neu briodweddau penodol. Fodd bynnag, nid oes un "radd uchaf" gan ei fod yn dibynnu ar y cyd -destun:
Ar gyfer titaniwm pur yn fasnachol (CP): Mae'r graddau'n amrywio o 1 i 4, gyda graddau uwch â chynnwys ocsigen uwch ac felly mwy o gryfder. Gradd 4 yw'r titaniwm CP cryfaf (cryfder tynnol ~ 485 MPa) ond yn llai hydwyth na graddau is.
Ar gyfer aloion titaniwm: Mae cryfder yn amrywio yn ôl aloi. Er enghraifft:
Mae gan Ti-6Al-4V (Annealed) gryfder tynnol o ~ 860 MPa.
Gall TI-10V-2FE-3AL, aloi beta cryfder uchel, gyrraedd cryfderau tynnol o ~ 1,100–1,200 MPa, gan ei wneud yn un o'r aloion titaniwm cryfaf. Fe'i defnyddir mewn cymwysiadau awyrofod a pherfformiad uchel lle mae angen cryfder eithafol.
Felly, mae TI-10V-2FE-3AL a aloion beta cryfder uchel tebyg yn aml yn cael eu hystyried y "radd uchaf" o ran cryfder mecanyddol.
4. A all Titanium rwd?
Na, nid yw Titaniwm yn rhydu yn yr ystyr draddodiadol. Mae rhwd yn cyfeirio'n benodol at ocsidiad haearn (gan ffurfio haearn ocsid). Fodd bynnag, titaniwmwneirocsideiddio, ond mae'r broses hon yn creu haen amddiffynnol sy'n atal cyrydiad pellach:
Pan fydd yn agored i aer neu ddŵr, mae titaniwm yn ffurfio haen denau, trwchus ocsid (titaniwm deuocsid, Tio₂) ar ei wyneb. Mae'r haen hon yn hunan-iachâd-wedi'i chrafu, mae'n diwygio’n gyflym, gan rwystro ocsigen a lleithder rhag cyrraedd y metel sylfaenol.
Mae'r pasio hwn yn gwneud titaniwm yn gwrthsefyll cyrydiad yn y mwyafrif o amgylcheddau, gan gynnwys dŵr hallt, asidau a hylifau corfforol (rheswm allweddol dros ei ddefnyddio mewn mewnblaniadau meddygol a chymwysiadau morol).
Er nad yw titaniwm yn rhydu, gall gyrydu mewn amodau eithafol, megis mewn asid dwys, hydroclorig poeth neu sylffwrig, neu mewn amgylcheddau â lefelau uchel o fflworidau (ee, rhai cemegau diwydiannol). Mae'r senarios hyn yn brin, ac mae ymwrthedd cyrydiad Titaniwm yn parhau i fod yn llawer gwell na'r mwyafrif o fetelau, gan gynnwys dur ac alwminiwm.
