Титановые цели для распыливания Титановые цели 1 класс 2 класс Титановый сплав для медицинского применения

Титановые цели для распыливания Титановые цели 1 класса 2 класса Титановый сплав для медицинского применения

Цели для распыления титана, включая класс 1, класс 2 и титановый сплав, обычно используются в процессах отложения тонкой пленки, таких как распыление.и биосовместимость титана делают его идеальным для различных промышленных и медицинских примененийНиже приведен подробный обзор этих материалов и их типичных применений в распыливании и медицинских приложениях:

Цели для распыливания титана

Цель распыления - материал, используемый в процессах физического отложения пара (PVD) для отложения тонких пленок на субстраты.вызывая выброс атомов или молекул и их отложение на субстрат.

• Цели для распыливания титана обычно используются для депонирования тонких титановых пленок в электронике, оптике и медицинских устройствах.
• Высокая химическая устойчивость, биосовместимость и соотношение прочности и веса титана делают его особенно ценным для медицинских и аэрокосмических применений.

Титановые сорта для распыливания и медицинских применений

Класс 1: коммерчески чистый титан (CP Ti)

• Состав: 99,5% титана (с небольшим количеством железа и кислорода).

• Механические свойства:

  • Прочность на растяжение: ~ 240 MPa (35 ksi)
  • Прочность выброса: ~ 170 МПа (25 кси)
  • Удлинение: минимум 24%

• Характеристики:

  • Уровень 1 является самым мягким и легким из всех титановых классов, предлагая отличную формальность и коррозионную стойкость.
  • Это самая чистая форма титана, предлагающая превосходную биосовместимость для медицинских применений.
  • Степень 1 имеет отличную свариваемость и часто используется для медицинских имплантатов и устройств, которые должны противостоять суровой среде тела, не вызывая неблагоприятных реакций.

• Медицинское применение:

  • Зубные и ортопедические имплантаты.
  • Хирургические инструменты и протезы.
  • Пейсмейкерные провода, костные пластинки и винты.

• Приложения для распыливания:

  • Тонкопленочные покрытия в электронике и полупроводниковой промышленности.
  • Коррозионностойкие покрытия для медицинских изделий и имплантатов.
  • Покрытия для катализаторов и износостойких поверхностей для различных промышленных применений.

Класс 2: коммерчески чистый титан (CP Ti)

• Состав: 99% титана (с небольшим количеством железа и кислорода).

• Механические свойства:

  • Прочность на растяжение: ~400 MPa (58 ksi)
  • Прочность выброса: ~ 275 МПа (40 кси)
  • Удлинение: минимум 20%

• Характеристики:

  • Степень 2 имеет более высокую прочность, чем Степень 1, сохраняя при этом хорошую коррозионную стойкость и формальность.
  • Он также имеет высокую биосовместимость, что делает его подходящим для медицинских изделий, которые контактируют непосредственно с человеческим телом.

• Медицинское применение:

  • Имплантаты: используются для ортопедических имплантатов, позвоночных устройств и зубных имплантатов.
  • Хирургические инструменты и протезы.
  • Компоненты медицинских устройств, таких как кардиостимуляторы, искусственные суставы и костные винты.

• Приложения для распыливания:

  • Тонкие пленки для оптических покрытий, солнечных батарей и полупроводниковых устройств.
  • Покрытия для медицинских изделий, таких как хирургические инструменты и имплантаты, для улучшения их износостойкости, коррозионной стойкости и эстетических свойств.

Титановые сплавы (например, Ti-6Al-4V)

• Состав: обычно 90% титана, 6% алюминия, 4% ванадия (Ti-6Al-4V является наиболее распространенным).

• Механические свойства:

  • Прочность на растяжение: ~ 900 MPa (130 ksi)
  • Прочность выброса: ~ 800 MPa (116 ksi)
  • Удлинение: 10 ∼ 15%

• Характеристики:

  • Титановые сплавы, такие как Ti-6Al-4V, сочетают в себе присущую титану коррозионную стойкость с высокой прочностью и легкими свойствами.
  • Эти сплавы прочнее и жестче, чем чистые титановые сорта, что делает их идеальными для конструктивных и несущих медицинских применений.
  • Они широко используются в медицинских приложениях с высоким напряжением, где требуется прочность, устойчивость к усталости и биосовместимость.

• Медицинское применение:

  • Ортопедические имплантаты: такие как имплантаты тазобедренного сустава, коленного сустава и костных пластин.
  • Зубные имплантаты и устройства спинального синтеза.
  • Компоненты аэрокосмического класса для медицинских изделий, требующие высокой прочности и малого веса.

• Приложения для распыливания:

  • Используется для отложения тонкой пленки в электронике, покрытий для аэрокосмических компонентов и катализаторов.
  • Может использоваться для отложения пленок из титанового сплава для медицинских устройств, таких как хирургические имплантаты и катоды в электрохимических приложениях.

Титан в медицинском применении

Титан, особенно 1-го и 2-го классов, высоко ценится в медицинской и биомедицинской областях за свою биосовместимость, прочность и легкие характеристики.Он обычно используется в медицинских изделиях, потому что он не вреден для организма и не вызывает аллергических реакций..

Основные медицинские применения титана:

1. Ортопедические имплантаты: Титан обычно используется в костных винтах, пластинах, замены суставов и спинных имплантатах, потому что он имитирует свойства кости.
2. Зубные имплантаты: биосовместимость и прочность титана делают его идеальным выбором для зубных имплантатов, которые требуют высокой долговечности и устойчивости к коррозии.
3. Медицинские инструменты: из-за своей коррозионной стойкости хирургические инструменты, иглы, скальпели и другие медицинские инструменты часто изготавливаются из титана или титановых сплавов.
4. Протезы: Титан используется в производстве протезных конечностей и имплантатов из-за его сочетания легкого веса и прочности.
5. Сердечно-сосудистые устройства: Титан используется в производстве каркасов кардиостимуляторов, стентов и клапанов из-за его нереактивного характера в организме человека.
6. Изделия с устойчивым к износу покрытием: Титановые цели для распыливания могут быть использованы для отложения тонких покрытий на медицинские изделия для повышения устойчивости к износу, снижения трения и улучшения биосовместимости.

Преимущества использования титана в медицинских целях

• Устойчивость к коррозии: Титан образует пассивный оксидный слой, который защищает его от коррозии в жидкостях тела, что делает его идеальным для медицинских имплантатов и устройств.
• Биосовместимость: не токсичен и не вызывает побочных реакций при контакте с живой тканью.
• Прочность и легкость: Титан является прочным и легким, что делает его идеальным для структурных имплантатов, которые должны нести вес без добавления ненужной массы.
• Долговечность: титановые имплантаты могут продержаться в организме человека десятилетиями без деградации, что крайне важно для имплантатов, которые должны функционировать в течение длительного периода времени.
• Неаллергенный: Титан, как правило, является гипоаллергенным, что делает его подходящим для пациентов с чувствительностью к металлам.

Заключение:

• Титан 1 и 2 классов часто используются для медицинских имплантатов и хирургических инструментов из-за их биосовместимости и коррозионной устойчивости.
• Титановые сплавы, такие как Ti-6Al-4V, используются для более структурных применений, где требуется более высокая прочность и устойчивость к усталости.
• Цели для распыливания титана используются в отложении тонкой пленки для ряда применений, включая медицинские устройства, электронику и оптические покрытия.Биосовместимость и коррозионная устойчивость титана делают его идеальным для повышения производительности и долговечности медицинских имплантатов и биомедицинских изделий.

Ключевые особенности и преимущества:

1. Биосовместимость:

   • Титан является одним из самых биосовместимых металлов, что означает, что он очень устойчив к коррозии и не вызывает неблагоприятных реакций в организме человека.Это делает его предпочтительным материалом для имплантатов и медицинских изделий, которые должны находиться в непосредственном контакте с тканями или костями..

2. Прочность и долговечность:

   • Титан известен своим превосходным соотношением прочности и веса, что означает, что медицинские изделия, изготовленные из титана, как легкие, так и прочные.Это делает титановые диски подходящими для грузоподъемных приложений, таких как замены суставов, позвоночных имплантатов и зубных имплантатов.

3. Устойчивость к коррозии:

   • Титан обладает высокой устойчивостью к коррозии, особенно в биологической среде.

4. Не реагирует с жидкостями тела:

   • Из-за своей нереактивной природы титан безопасен для использования в медицинских целях, связанных с длительным воздействием крови, солей и других жидкостей организма.

5. Настройка диаметра и толщины:

   • С диаметрами от 150 мм до 1300 мм эти титановые диски могут быть настроены на индивидуальные нужды медицинских приложений.в зависимости от требований заявки.

Применение титановых дисков для медицинских целей:

1. Медицинские имплантаты:

   • Ортопедические имплантаты: титановые диски могут быть использованы в качестве частей замены суставов, например, для бедра, колена или позвоночника.или межпозвоночных расстояние.
   • Зубные имплантаты: Титан широко используется в зубных имплантатах, и эти диски могут быть использованы для создания зубных корон, опоры и другие части зубных протезов.

2. Хирургические инструменты:

   • На титановых дисках можно изготовить различные хирургические инструменты, такие как режущие лезвия, скальпели, щипцы и сверла.Устойчивость и износостойкость титана делают его идеальным для инструментов, которые должны сохранять остроту и функциональность.

3. Протетические устройства:

   • Титановые диски могут служить базовым материалом для протезных конечностей и протезных суставов.локти, или суставов бедра.

4. Хирургические пластины и винты:

   • Титановые диски иногда используются при создании хирургических пластинок, винтов и стержней для фиксации костей во время ортопедической хирургии.Эти компоненты обычно настраиваются по размеру и форме, чтобы соответствовать конкретным потребностям пациента.

5. Замена и регенерация костей:

   • В реконструктивных операциях титановые диски могут использоваться в качестве скелетов для регенерации костей.позволяет костной ткани расти и связываться с имплантатом с течением времени.

6. Сердечно- сосудистые применения:

   • Титановые диски можно использовать для создания компонентов для сердечно-сосудистых имплантатов, таких как сердечные клапаны или сосудистые стенти.Их биосовместимость гарантирует безопасное функционирование в кровеносной системе..

7. Медицинские покрытия:

   • Титановые диски могут использоваться в качестве целей в процессах распыливания для отложения биосовместимых покрытий на другие медицинские устройства или имплантаты.Покрытия могут содержать слои оксида титана (TiO2) или других материалов, которые улучшают поверхностные свойства имплантатов..

Титановые сорта:

Титан классифицируется на несколько классов в зависимости от его состава, механических свойств и чистоты.Наиболее часто используемые титановые сплавы и сорта обозначаются стандартами ASTM (Американское общество по испытаниям и материалам) и ISO (Международная организация по стандартизации)Вот обзор основных классов титана и их типичных применений:

1. класс 1: коммерчески чистый титан (CP Ti)

• Состав: 99,5% титана (с небольшим количеством железа, кислорода и других примесей).
• Механические свойства:
  • Прочность на растяжение: ~ 240 MPa (35 ksi)
  • Прочность выброса: ~ 170 МПа (25 кси)
  • Удлинение: минимум 24%
• Характеристики:
  • Уровень 1 является самым мягким и легким из всех титановых классов, предлагая отличную коррозионную стойкость и формальность.
  • Он обладает наилучшей свариваемостью и легко обрабатывается, что делает его идеальным для приложений, требующих сложных форм.
• Применение:
  • Химическая обработка (например, резервуары, трубопроводы и теплообменники).
  • Морская среда (например, оборудование для опреснения).
  • Медицинские имплантаты (например, зубные имплантаты, протезные устройства и хирургические инструменты).
  • Аэрокосмические компоненты, где прочность не является критическим фактором.

2. класс 2: коммерчески чистый титан

• Состав: 99% титана (с небольшим количеством железа, кислорода и других примесей).
• Механические свойства:
  • Прочность на растяжение: ~ 400 MPa (58 ksi)
  • Прочность выброса: ~ 275 MPa (40 ksi)
  • Удлинение: минимум 20%
• Характеристики:
  • Высшая прочность, чем класс 1, с хорошей формальностью и отличной коррозионной стойкостью.
  • Уровень 2 является наиболее широко используемым коммерчески чистым титановым классом из-за его баланса прочности, пластичности и коррозионной устойчивости.
• Применение:
  • Аэрокосмические части (например, фюзеляжи, крылья, выхлопные устройства).
  • Морское оборудование и химическая обработка.
  • Медицинские имплантаты (например, ортопедические имплантаты, костные пластины).

3. класс 3: коммерчески чистый титан

• Состав: 98,5% титана (с небольшим количеством железа, кислорода и других примесей).
• Механические свойства:
  • Прочность на растяжение: ~ 450 MPa (65 ksi)
  • Прочность выброса: ~ 350 MPa (51 ksi)
  • Удлинение: минимум 18%
• Характеристики:
  • Предлагает более высокую прочность, чем классы 1 и 2, сохраняя хорошую коррозионную стойкость.
  • Более сложно сформироваться, чем классы 1 и 2 из-за повышенной прочности.
• Применение:
  • Структуры и компоненты воздушных судов, где требуется дополнительная прочность, но вес должен быть сведен к минимуму.
  • Морская среда и химическая обработка (например, теплообменники, реакционные сосуды).

4. класс 4: коммерчески чистый титан

• Состав: 99% титана (с небольшим количеством железа, кислорода и других примесей).
• Механические свойства:
  • Прочность на растяжение: ~ 550 MPa (80 ksi)
  • Прочность выброса: ~ 480 MPa (70 ksi)
  • Удлинение: минимум 15%
• Характеристики:
  • 4 класс - самый сильный из коммерчески чистых классов.
  • Он обладает отличной коррозионной стойкостью, но сложнее сваривать и формировать по сравнению с классами 1 ¢ 3.
• Применение:
  • Аэрокосмическая промышленность: используется в конструктивных компонентах, где требуется как прочность, так и коррозионная стойкость.
  • Химическая обработка и морское применение (особенно там, где требуется высокая прочность).

5. класс 5: Ti-6Al-4V (сплав титана)

• Состав: 90% титана, 6% алюминия, 4% ванадия.
• Механические свойства:
  • Прочность на растяжение: ~ 900 MPa (130 ksi)
  • Прочность выброса: ~ 800 МПа (116 кси)
  • Удлинение: 10 ∼ 15%
• Характеристики:
  • Альфа-бета сплав, предлагающий высокую прочность, легкий вес и отличную коррозионную стойкость.
  • Этот класс имеет хорошую свариваемость и формальность, но все еще труднее обрабатывать по сравнению с коммерчески чистыми сортами.
• Применение:
  • Аэрокосмическая промышленность: для двигателей самолетов, корпусов самолетов, посадочных машин и структурных частей самолетов.
  • Медицинские имплантаты: используются для замены бедра, костных пластин и зубных имплантатов.
  • Морская среда: особенно в компонентах с высоким уровнем напряжения.
  • Спортивное оборудование: высокопроизводительные велосипеды, клюшки для гольфа и т.д.

6. класс 7: Ti-0,2Pd (сплав титана)

• Состав: 0,2% палладия, титан.
• Механические свойства:
  • Сходный с классом 2 по прочности, но с повышенной коррозионной стойкостью, особенно к хлору и морской воде.
• Характеристики:
  • Добавление палладия дает этому сплаву повышенную устойчивость к определенным хлоридам.
• Применение:
  • Химическая обработка: используется в сильно коррозионных средах, таких как производство хлора и химические реакторы.

7. класс 9: Ti-3Al-2.5V (сплав титана)

• Состав: 3% алюминия, 2,5% ванадия, титан.
• Механические свойства:
  • Прочность на растяжение: ~ 600 MPa (87 ksi)
  • Прочность выброса: ~ 550 MPa (80 ksi)
  • Удлинение: минимум 15%
• Характеристики:
  • Альфа-бета сплав с хорошим балансом прочности, формальности и коррозионной стойкости.
• Применение:
  • Аэрокосмическая промышленность: конструктивные компоненты самолетов.
  • Медицинские имплантаты: костные пластины и зубные имплантаты.
  • Спортивное оборудование и автозапчасти.

8. класс 12: Ti-0,3Mo-0,8Ni (сплав титана)

• Состав: 0,3% молибдена, 0,8% никеля, титан.
• Механические свойства:
  • Прочность на растяжение: ~ 620 MPa (90 ksi)
  • Прочность выброса: ~ 550 MPa (80 ksi)
  • Удлинение: минимум 15%
• Характеристики:
  • Отличная коррозионная стойкость как в среде с серной кислотой, так и с хлоридами.
  • Сильнее и более поддается формированию, чем чистый титан.
• Применение:
  • Морская и химическая промышленность, включая резервуары и теплообменники.
  • Приложения в аэрокосмической отрасли.

9. класс 23: Ti-6Al-4V ELI (Extra Low Interstitial)

• Состав: 90% титана, 6% алюминия, 4% ванадия (аналогично классу 5, но с более низким содержанием промежуточных элементов).
• Механические свойства:
  • Прочность на растяжение: ~ 880 MPa (128 ksi)
  • Прочность выброса: ~ 780 MPa (113 ksi)
  • Удлинение: 10 ∼ 15%
• Характеристики:
  • Низкое содержание промежуточного вещества повышает пластичность и прочность при переломах, что делает его идеальным для медицинских применений, где критичны устойчивость к усталости и долгосрочная надежность.
• Применение:
  • Медицинские имплантаты (например, ортопедические и стоматологические имплантаты).
  • Аэрокосмические и высокопроизводительные приложения.

Заключение:

Цели для распыливания титановых сплавов, включая сплавы TiAl, являются универсальными материалами, широко используемыми для покрытия в отраслях промышленности от аэрокосмической до электроники и биомедицины.Эти материалы обладают исключительными свойствами, такими как прочность, коррозионная стойкость, биосовместимость и износостойкость, что делает их идеальными для требовательных приложений, требующих прочных, высокопроизводительных тонких пленок.При выборе цели для распыливания титанаДля достижения оптимальных результатов в процессе распыливания необходимо учитывать такие факторы, как состав сплава, чистота и геометрия цели.