Gözenekli titanyum

Gözenekli titanyum için imalat teknikleri, belirli biyomedikal gereksinimleri karşılamak için implantların yapısını ve özelliklerini uyarlamada çok önemli bir rol oynar. Toz metalurjisi, seçici lazer eritme (SLM), elektron ışını eritme (EBM), 3D baskı, vb. Dahil olmak üzere gözenekli yapılar oluşturmak için çeşitli yöntemler kullanılmaktadır. Bu teknikler, gözenek boyutu, dağılım ve genel mimari üzerinde kesin kontrole izin verir, mekanik mukavemeti, geçirgenliği ve biyolojik entegrasyon. Bir imalat yönteminin seçimi, tıbbi kullanım için gözenekli titanyum implantlarda yapısal bütünlük ile yapısal bütünlük ile biyolojik işlevsellik arasındaki dengeye bağlıdır.

Toz Metalurjisi (MP)
Toz metalurji tekniği, gözeneklilik üzerinde hassas kontrol, karmaşık geometriler yaratma yeteneği ve bazı geleneksel üretim adımlarının ortadan kaldırılması nedeniyle gelişmiş mekanik özelliklerin avantajlarını sağlar. Gözenekli titanyum alaşımları için PM, gözenekli yapılar oluşturmak için TI alaşımlarının toz parçacıklarını kullanır. İşlem, gözenekli bir iskele oluşturmak için toz karıştırma, sıkıştırma ve sinterlemeyi içerir

Sinter yöntemi
Sinterleme yöntemi, yüksek sıcaklıkta ısıl işlem yoluyla bir vakumda veya koruyucu atmosferde hammadde olarak metalden yapılmış metal malzemelerin hazırlanması için geleneksel bir yöntemdir. Sinterleme yöntemi aynı zamanda gözenekli Ti'nin yaygın bir hazırlık yöntemidir. Gözenek yapısı elde etmenin farklı yöntemlerine göre, gözenek oluşturan ajan yöntemine, fiber dolaşma, mikroküre istifleme yöntemi, sünger yapma işlemine bölünebilir.

Elektrokimyasal işleme
Elektrokimyasal işleme (ECM), Faraday prensiplerine dayanan elektrokimyasal çözünme (ECD) ile iş parçası atomlarının kaldırılmasına dayanan modern bir işleme işlemidir.

Köpük replikasyon tekniği
Genellikle polimer köpükten yapılmış bir kurban şablonu, bir Ti alaşım bulamaç ile sızar. Katılaşmadan sonra şablon çıkarılır ve gözenekli bir titanyum yapısını geride bırakır.

Metal enjeksiyon kalıplama
Titanyum alaşım tozu, bir hammadde oluşturmak için bir bağlayıcı malzeme ile birleştirilir. Daha sonra, hammadde bir kalıba enjekte edilir, gözenekli yeşil bir parça oluşturur, bu da daha sonra son gözenekli yapıyı elde etmek için sindirilir.

Plazma püskürtme
Titanyum alaşım parçacıkları bir plazma alevinde eritilir ve bir substrat üzerine biriktirilir, gözenekli bir kaplama oluşturur. Böyle bir teknik genellikle osseointegrasyonu arttırmak için yüzey modifikasyonu için kullanılır.

3D baskı
Binder jetleme veya EBM gibi çeşitli 3D baskı teknikleri, tasarım esnekliği ve hassasiyet sunan katman katmanı katman oluşturmak için kullanılır.

Solvent Döküm Partikül Sızması
Solvent döküm partikül liçleme, gözenekli titanyum yapılar oluşturmak için etkili bir yöntemdir. Bu işlemde TI metal tozu, kloroform gibi bir çözücü ve sodyum klorür veya polietilen glikol (PEG) gibi çözünür bir polimerden oluşan bir polimer çözeltisine karıştırılır. Karışım istenen bir küf şekline dökülür ve daha sonra polimer gömülü TI parçacıkları ile bir matris kompoziti oluşturacak şekilde kurutulur. Kompozit daha sonra tuz veya PEG partiküllerini çözen ve sızdıran suya daldırılır. Polimer partiküllerin süzülmesi, Ti matrisinde kontrollü boyutların ve dağılımların gözeneklerini bırakır. Gözeneklilik yüzdeleri ve gözenek ara bağlantısı gibi özellikler, polimer-titanyum partikül oranının ayarlanmasıyla uyarlanabilir. Süzüldükten sonra, gözenekli titanyum iskele orijinal kalıpın şeklini korur. Bu nedenle, çözücü döküm partikül liçleme yaklaşımı, biyolojik implantlarda ve doku mühendisliği iskelelerinde gerekli olan kemik büyümesine uygun açık ve birbirine bağlı gözeneklerle gözenekli titanyum üretmenin basit ve ucuz bir yolunu sağlar.

Biriktirme yöntemi
Ti ve titanyum alaşımı tipik inert biyomalzemelerdir. İmplantasyondan sonra iyileşme süresini kısaltmak ve implantın insan kemiğine bağlanma yeteneğini geliştirmek için gözenekli Ti ve titanyum alaşımının yüzeyini aktive etmek etkili bir yöntemdir. Gözenekli Ti ve titanyum alaşımının yüzey modifikasyon yöntemleri esas olarak mekanik bir yöntem, fiziksel yöntem, elektrokimyasal yöntem, kimyasal yöntem ve biyokimyasal yöntem (reaktif biriktirme, elektrodepozisyon, vakum buharlaşma, plazma spreyi vb.) İçerir.

Hidrotermal sentez
Yüksek sıcaklıklarda ve basınçlarda sulu bir çözeltide Ti öncüleri arasında bir reaksiyon içerir ve gözenekli titanyum yapılar oluşturur.

Kaynaşmış filament imalatı
Sıkışılmış filament imalat (FFF), gözenekli bir yapı oluşturmak için eritilmiş ve ekstrüde tabakayı ekstrüde eden sürekli bir Ti alaşımı filamentini kullanır. FFF tekniği, masaüstü 3D yazdırmada yaygın olarak kullanılır.

Ozon yöntemi ile içme suyu ve endüstriyel atık suyun tedavisi, son yıllarda yurtiçinde ve yurtdışında hızla gelişen bir teknolojidir. Bu yöntem: ozon, gözenekli plakadan kanalizasyona eşit olarak dökülür ve kimyasal reaksiyon, dezenfeksiyon, renklendirme ve saflaştırma amacına ulaşmak için kanalizasyonla meydana gelir.

Bu nedenle, kullanılan gözenekli tabakanın endüstriyel kanalizasyon ve ozon ile korozyona karşı dirençli olması ve yüksek bir gözeneklilik ve gaz oranına, eşit dağılmış bir gözenek boyutuna ve belirli bir mukavemete sahip olması gerekir. Ülkemde kanalizasyon tedavisi için ozon yöntemini kullanan bazı birimler, geçmişte polivinil klorür gözenekli plakalar, seramik gözenekli plakalar ve diğer malzemeleri kullanmıştır, ancak kötü korozyon direnci ve düşük mukavemet nedeniyle gereksinimleri karşılayamazlar. Gözenekli titanyum plakalar bu bu büyük sorunu çözer.

Şu anda gözenekli titanyum plakalar, film atık su, organik boya atık su arıtma, yağ arıtma atık su arıtma, hastane kanalizasyon arıtma ve roket motoru testi kanalizasyon arıtma işleminde ozon difüzyon plakaları olarak kullanılmıştır. Baskı filmi atık suyunun tedavisinde, polivinil klorür delikli plakaların orijinal kullanımı sadece 350 saatlik bir servis ömrüne sahiptir ve hizmet ömrü, gözenekli titanyum plakaların değiştirilmesinden 3 yıla çıkarılır. Petrol rafinerisi atık suyunun ozon tedavisinde, polivinil klorür delikli plakalar başlangıçta kullanıldı, ancak ozon absorpsiyon oranı sadece%65 idi, bu da çok fazla ozon harcadı ve atık su arıtma maliyetini artırdı. Gözenekli titanyum plakaların kullanımı ozon absorpsiyon oranını%85'e çıkardı. İşleme etkisini büyük ölçüde geliştirir.

Ek olarak, gözenekli titanyum plakalar çeşitli filtreler, ters ozmoz cihazları ve tıbbi malzemeler olarak da kullanılabilir. Kısacası, yeni bir malzeme türü olan gözenekli titanyum plaka, şimdi güçlü canlılığını göstermiştir ve gelecekte yaşamın her alanında yaygın olarak kullanılacaktır.