Металл титан это: Титан. Свойства, применение, марки, химический состав. Сплавы титана

Содержание

Что нужно знать о титановых ортопедических имплантатах

Ортопедический имплантат — это операция, посредством которой устройство помещается в организм человека. Цель состоит в том, чтобы восстановить функцию и прочность части тела, заменив поврежденную конструкцию. Примечательно, что имплантаты обычно используются в качестве крайней меры, если попытки залечить повреждение не удаются. Люди используют различные виды имплантатов уже более столетий. Титан традиционно считается биосовместимым металлом, и если титан чистый, то говорят, что он состоит из 99% титана и в нем очень мало следов никеля.

Различные титановые ортопедические имплантаты используются для различных видов процедур. Поскольку любая процедура ортопедического имплантации сложна, важно иметь достаточно информации о проблемах, операциях и имплантатах, используемых для лечения проблем.

Какой металл используется в ортопедической хирургии?

Ранее имплантаты изготавливались из золота, серебра, свинца и алюминия.

Одним из последних открытий стало использование титана. В настоящее время, после многих лет испытаний, доказано, что из всех металлических имплантатов в организме человека титановые имплантаты являются наиболее подходящими типами по ряду причин. Наиболее важными причинами являются то, что он может длиться долго, по сообщениям, 20 лет. Еще одной важной особенностью является то, что он не подвержен коррозии в организме человека и легко воспринимается организмом, поскольку он более устойчив к опасным реакциям.

Но это еще не все. На самом деле, есть длинный список возможностей для титана. Наиболее важные факторы:

Он имеет низкую плотность и вызывает раздражение у людей.
Это доказано, чтобы быть сильным.
Он очень устойчив к окислению.
Титан не является магнитным и нетоксичным.
У него легкая масса.
Он менее подвержен аллергии по сравнению с другими металлами.

Это менее жесткий и простой в использовании.

Два отрицательных момента титанового имплантата:

Это может привести к аллергическим симптомам, хотя исследователи считают, что пациенты не имеют аллергии на титан, но имеют аллергию на примеси в титане, которые включают никель, хром, а также кадмий.
Поскольку титан хорош в металлических категориях, он является дорогостоящим металлом, и не многие люди могут себе это позволить.

Чтобы выяснить, есть ли у человека аллергия на титан или нет, перед операцией проводится тест. Название теста — MELISA. Этот тест очень точный и берет образец вашей крови, чтобы проверить, чувствительна ли она к титану или нет.

Какие бывают виды ортопедических имплантатов?

Существуют разные виды ортопедических хирургических имплантатов. В зависимости от вида травмы, области тела, которая травмируется, и типа необходимого имплантата, в одной процедуре могут использоваться различные имплантаты.

Три наиболее распространенных типа имплантатов — это винты, пластины и протезы.

Существует два типа ортопедических винтов: плоские и с крестообразной головкой. Винты являются вездесущими устройствами. Ожидается, что для восстановления сломанных костей или восстановления устойчивости в слабых областях ортопеды будут использовать винты. Обычно эти винты не удаляются позже, они собираются остаться там. Чтобы имплантировать эти винты, в кости пациента делается отверстие для винта.

Вторым типом хирургических имплантатов, как уже упоминалось выше, являются пластины. Пластины были впервые использованы более 50 лет назад в 1886 году для фиксации переломанных костей. Как и винты, существуют также различные типы пластин, которые используются в ортопедических процессах имплантации.

Опорные пластины удерживают переломы вместе в конце длинных костей. Они также держат нестабильную кость.
Нейтрализующие пластины используются для охвата области перелома.
Перемычки обеспечивают длину и выравнивание и стабилизируют область.
Натяжные пластины закрепляют пораженную область до заживления.
Компрессионные пластины восстанавливают кости с помощью давления.

Последний тип хирургических имплантатов, представленных в этой статье, — это протезы. Существует множество протезов, используемых ортопедами для замены суставов и костей. В настоящее время многие атлеты делают протезы на коленях и бедрах, и это позволяет им восстановить полное движение и облегчить боль в поврежденном суставе за короткий промежуток времени. Для этой процедуры используются надлежащие знания о разнообразии хирургических имплантатов, которые могут помочь лучше понять сами процедуры. Несколько примеров:

Для переломов шеи используется протез Остина Мура
Для замены локтевого протеза Бакси
Для фиксации межпочвенных переломов используется ноготь Эндера.
Для фиксации позвоночника используется стержень Luque
Для замены локтевого сустава используется протез

Симптомы титановой аллергии могут быть следующими, но не у всех есть и проявляются одинаковые симптомы. Они есть:

Боль и воспаление, возникающие на месте операции
Усталость
Симптомы также могут быть головные боли
Генерализованные реакции кожи, в том числе экзема и крапивница.

Может ли человек получить МРТ, несмотря на наличие титанового имплантата?

Это один из наиболее подходящих материалов для хирургических имплантатов. Таким образом, это безопасно, и человек с титановым имплантатом может пройти МРТ без какого-либо страха или колебаний.

Это следует учитывать, что; Титан не подходит для всех типов телосложения, и некоторые могут показывать реакцию, тогда как другие могут не показывать. Это общая проблема, поскольку у всех людей нет одинакового типа телосложения, а анатомии разные. Следовательно, тела могут показывать различные реакции на вещества вокруг них. Здесь не о чем беспокоиться. Боли в суставах, переломы теперь можно облегчить и исправить с помощью титановых хирургических имплантатов. Имплант поможет восстановить силы тела. Просто важно помнить, что тест MELISA должен проходить тестирование перед тем, как пройти процедуру, чтобы убедиться в отсутствии аллергии.

Что за это металл титан

Титан — свойства, характеристики, сплаты

В периодической системе химический элемент титан обозначается, как Ti (Titanium) и располагается в побочной подгруппе IV группы, в 4 периоде под атомным номером 22. Это серебристо-белый твёрдый металл, который входит в состав большого количества минералов. Купить титан вы можете на нашем сайте.

Открыли титан в конце 18 века химики из Англии и Германии Ульям Грегор и Мартин Клапрот, причём независимо друг от друга с шестилетней разницей. Название элементу дал именно Мартин Клапрот в честь древнегреческих персонажей титанов (огромных, сильных, бессмертных существ). Как оказалось, название стало пророческим, но чтобы познакомиться со всеми свойствами титана, человечеству понадобилось ещё больше 150 лет. Только через три десятилетия удалось получить первый образец металла титана. На тот момент времени его практически не использовали из-за хрупкости. В 1925 году после ряда опытов, при помощи йодидного метода химики Ван Аркель и Де Бур добыли чистый титан.

Благодаря ценным свойствам металла, на него сразу же обратили внимание инженеры и конструкторы. Это был настоящий прорыв. В 1940 году Кролль разработал магниетермический способ получения титана из руды. Этот способ актуален и на сегодняшний день.

Физические и механические свойства

Титан является довольно тугоплавким металлом. Температура его плавления составляет 1668±3°С. По этому показателю он уступает таким металлам, как тантал, вольфрам, рений, ниобий, молибден, тантал, цирконий. Титан – это парамагнитный металл. В магнитном поле он не намагничивается, но не выталкивается из него. Изображение 2
Титан обладает низкой плотностью (4,5 г/см³) и высокой прочностью (до 140 кг/мм²). Эти свойства практически не меняются при высоких температурах. Он более чем в 1,5 раза тяжелее алюминия (2,7 г/см³), зато в 1,5 раза легче железа (7,8 г/см³). По механическим свойствам титан намного превосходит эти металлы. По прочности титан и его сплавы располагаются в одном ряду со многими марками легированных сталей.

По стойкости к коррозии титан не уступает платине. Металл обладает отличной устойчивостью в условиях кавитации. Пузырьки воздуха, образующиеся в жидкой среде при активном движении титановой детали, практически не разрушают её.

Это прочный металл, способный сопротивляться разрушению и пластической деформации. Он в 12 раз твёрже алюминия и в 4 раза — меди и железа. Ещё один важный показатель – это предел текучести. С увеличением этого показателя улучшается сопротивление деталей из титана эксплуатационным нагрузкам.

В сплавах с определёнными металлами (особенно с никелем и водородом) титан способен «запоминать» форму изделия, созданную при определённой температуре. Такое изделие потом можно деформировать и оно надолго сохранит это положение. Если же изделие нагреть до температуры, при которой оно было сделано, то изделие примет первоначальную форму. Называют это свойство «памятью».

Теплопроводность титана сравнительно низкая и коэффициент линейного расширения соответственно тоже. Из этого следует, что металл плохо проводит электричество и тепло. Зато при низких температурах он является сверхпроводником электричества, что позволяет ему передавать энергию на значительные расстояния. Также титан обладает высоким электросопротивлением.
Чистый металл титан подлежит различным видам обработки в холодном и горячем состоянии. Его можно вытягивать и делать проволоку, ковать, прокатывать в ленты, листы и фольгу с толщиной до 0,01 мм. Из титана изготавливают такие виды проката: титановая лента, титановая проволока, титановые трубы, титановые втулки, титановый круг, титановый пруток.

Химические свойства

Чистый титан – это химически активный элемент. Благодаря тому, что на его поверхности формируется плотная защитная плёнка, металл обладает высокой устойчивостью к коррозии. Он не подвергается окислению на воздухе, в соленой морской воде, не меняется во многих агрессивных химических средах (например: разбавленная и концентрированная азотная кислота, царская водка). При высоких температурах титан взаимодействует с реагентами намного активнее. На воздухе при температуре 1200°С происходит его воспламенение. Возгораясь, металл даёт яркое свечение. Активная реакция происходит и с азотом, с образованием нитридной плёнки желто-коричневого цвета на поверхности титана.

Реакции с соляной и серной кислотами при комнатной температуре слабые, но при нагреве металл усиленно растворяется. В результате реакции образуются низшие хлориды и моносульфат. Также происходят слабые взаимодействия с фосфорной и азотной кислотами. Металл реагирует с галогенами. Реакция с хлором происходит при 300°С.
Активная реакция с водородом протекает при температуре чуть выше комнатной. Титан активно поглощает водород. 1 г титана может поглотить до 400 см³ водорода. Нагретый металл разлагает двуокись углерода и пары воды. Взаимодействие с парами воды происходит при температуре более 800°С. В результате реакции образуется окисел металла и улетучивается водород. При более высокой температуре горячий титан поглощает углекислый газ и образует карбид и окисел.

Способы получения

Титан является одним из самых распространённых элементов на Земле. Содержание его в недрах планеты по массе составляет 0,57%. Самая большая концентрация металла наблюдается в «базальтовой оболочке» (0,9%), в гранитных породах (0,23%) и в ультраосновных породах (0,03%). Существует около 70 минералов титана, в которых он содержится в виде титановой кислоты или двуокиси. Главные минералы титановых руд это: ильменит, анатаз, рутил, брукит, лопарит, лейкоксен, перовскит и сфен. Основные мировые производители титана – это Великобритания, США, Франция, Япония, Канада, Италия, Испания и Бельгия.
Существует несколько способов получения титана. Все они применяются на практике и вполне эффективны.

1. Магниетермический процесс.

Добывают руду, содержащую титан и перерабатывают его в диоксид, который медленно и при очень высоких температурных значениях подвергают хлорированию. Хлорирование проводят в углеродной среде. Затем хлорид титана, образовавшийся в результате реакции, восстанавливают магнием. Полученный металл нагревают в вакуумном оборудовании при высокой температуре. В результате магний и хлорид магния испаряются, остаётся титан с множеством пор и пустот. Губчатый титан переплавляют для получения качественного металла.

2. Гидридно-кальциевый метод.

Сначала получают гидрид титана, а затем разделяют его на компоненты: титан и водород. Процесс происходит в безвоздушном пространстве при высокой температуре. Образуется оксид кальция, который проходит отмывку слабыми кислотами.
Гидридно-кальциевый и магниетермический методы обычно используются в промышленных масштабах. Эти методы позволяют получить значительное количество титана за небольшой промежуток времени, с минимальными денежными затратами.

3. Электролизный метод.

Хлорид или диоксид титана подвергается воздействию высокой силы тока. В результате происходит разложение соединений.

4. Йодидный метод.

Диоксид титана взаимодействует с парами йода. Далее на титановый йодид воздействуют высокой температурой, в результате чего получается титан. Этот метод является наиболее эффективным, но и самым дорогостоящим. Титан получается очень высокой чистоты без примесей и добавок.

Применение титана

Благодаря хорошим антикоррозионным свойствам титан используют для изготовления химической аппаратуры. Высокая жаростойкость металла и его сплавов способствует применению в современной технике. Сплавы титана – это прекрасный материал для самолётостроения, ракетостроения и судостроения.

Из титана создают памятники. А колокола из этого металла известны необычайным и очень красивым звучанием. Двуокись титана является компонентом некоторых лекарственных препаратов, например: мази против кожных заболеваний. Также большим спросом пользуются соединения металла с никелем, алюминием и углеродом.

Титан и его сплавы нашли применение в таких сферах, как химическая и пищевая промышленность, цветная металлургия, электроника, ядерная техника, энергомашиностроение, гальванотехника. Вооружение, броневые плиты, хирургические инструменты и имплантаты, оросительные установки, спортинвентарь и даже украшения делают из титана и его сплавов. В процессе азотирования на поверхности металла образуется золотистая плёнка, не уступающая по красоте даже настоящему золоту.

Простая английская Википедия, бесплатная энциклопедия

Титан — очень прочный металл, который используется в специальных приложениях. Самый распространенный изотоп имеет 26 нейтронов. Титан был открыт в 1791 году Уильямом Грегором. Это химический элемент под номером 22 в периодической таблице. Его условное обозначение — Ti . В нем 22 электрона и 22 протона. Он назван в честь сильных греческих богов, названных титанами.

Титан может сочетаться с другими химическими веществами для получения различных материалов.Когда титан смешивается с кислородом воздуха, он образует диоксид титана (TiO ₂) или диоксид титана. Диоксид титана — это белый пигмент, который часто используется для того, чтобы сделать вещи менее прозрачными, яркими или грубыми — поскольку он не вступает в реакцию с химическими веществами внутри человеческого тела, его безопасно использовать в продуктах питания и других применениях, таких как зубная паста. Кусочки металлического титана защищены оболочкой из диоксида титана, которая образуется, когда металл находится в воздухе, и помогает предотвратить повреждение химическими веществами металлического центра.

Титановые сплавы используются в аэрокосмической технике для изготовления очень прочных и легких деталей самолетов. Эти сплавы могут заменить сталь, потому что они почти такие же крепкие, как сталь, но гораздо менее тяжелые, и намного прочнее, чем алюминиевые сплавы, но лишь немного тяжелее. Это означает, что титановые детали могут быть тоньше и легче, но при этом выдерживать те же силы. Он не подвержен коррозии во многих условиях, даже в морской воде и хлоре. Однако она может гореть при высоких температурах, и, как и многие металлические порошки, титановая пыль очень легко воспламеняется.

Что такое титан? (с иллюстрациями)

Титан как полезный металлический сплав широко не использовался до конца 1940-х годов. Чаще всего он легирован молибденом, марганцем, железом и алюминием. По весу это один из самых прочных и доступных металлов, что делает его идеальным для широкого спектра практических применений. Он на 45% легче стали при сопоставимой прочности и в два раза прочнее алюминия, но при этом только на 60% тяжелее.

Рентген замены тазобедренного сустава титана.

Как элемент, титан имеет атомный номер 22. Его атомная масса составляет 47,867 а.е.м., он имеет относительно высокую температуру кипения 3020 ° F (1660 ° C). Он имеет несколько радиоактивных изотопов, в том числе ⁴⁴ Ti, ⁴⁵ Ti и ⁵¹ Ti, которые образуются при бомбардировке элемента дейтронами.

Титан часто используется для имплантации зубов.

В коммерческих целях титановые сплавы используются везде, где прочность и вес являются проблемой. Велосипедные рамы, детали автомобилей и самолетов, а также конструктивные элементы — вот некоторые общие примеры. В медицине используются штифты из этого металла, поскольку они не реагируют при контакте с костью и плотью. По этой же причине из него делают многие хирургические инструменты, а также пирсинг.

Титановые шестерни.

Титан часто используется в опреснительных установках из-за его сильной устойчивости к коррозии в морской воде, особенно при покрытии платиной.Многие корабли используют металл для перемещения компонентов, постоянно подвергающихся воздействию морской воды, таких как гребные винты и такелаж.

Титан используется в корпусах подводных лодок.

Военные широко используют этот элемент для решения широкого круга задач.В ракетах, самолетах и вертолетах, подводных лодках и практически во всех покрытиях транспортных средств используется значительное количество титанового сплава. Во время холодной войны русские строили из него подводные лодки, чтобы дать им более высокую максимальную скорость и более высокую устойчивость к давлению, тем самым позволяя им перемещаться на большую глубину.

Многие высокопроизводительные самолеты, такие как Lockheed Martin F-22 Raptor, имеют детали из титана.

В ювелирном деле титан — один из самых популярных металлов. Это связано с его способностью легко окрашиваться и относительной инертностью. Даже люди с повышенной чувствительностью к металлу часто не страдают от украшений из него.

Звездообразное отражение рубинов происходит от диоксида титана.

Коммерческое применение этого элемента не ограничивается металлическими сплавами. И рубины, и звездчатые сапфиры приобретают звездообразное отражение в присутствии диоксида титана (TiO2), поэтому металл создается искусственно для использования в драгоценных камнях. TiO2 также широко используется в солнцезащитных кремах из-за его защитных свойств и в качестве краски общего назначения. Тетрахлорид титана (TiCl4) используется для письма в небе, когда буквы пишутся в небе проходящим самолетом.

Титан часто используется для пирсинга тела. .

фактов о титане | Живая наука

Есть ли какой-нибудь элемент, напоминающий о силе, как титан? Названный в честь титанов, греческих богов мифов, 22-й элемент периодической таблицы появляется в авиалайнерах, палках для лакросса, пирсинге, медицинском оборудовании и даже солнцезащитном креме.

Титан устойчив к коррозии, отличается особой прочностью и легкостью. По данным Лос-Аламосской национальной лаборатории, он прочен, как сталь, но его вес составляет всего 45 процентов.И он вдвое прочнее алюминия, но только на 60 процентов тяжелее.

Только факты

Атомный номер (количество протонов в ядре): 22
Атомный символ (в Периодической таблице элементов): Ti
Атомный вес (средняя масса атома): 47,867
Плотность : 4,5 грамма на кубический сантиметр
Фаза при комнатной температуре: твердое вещество
Точка плавления: 3034,4 градуса по Фаренгейту (1668 градусов по Цельсию)
Точка кипения: 5948.6 F (3 287 C)
Количество изотопов: 18; пять стабильны
Наиболее распространенные изотопы: Титан-46, Титан-47, Титан-48, Титан-49 и Титан-50

(Изображение предоставлено Грегом Робсоном / Creative Commons, Андрей Маринкас Shutterstock)

Элемент супергероя

Для элемента, обладающего сверхспособностями, титан имеет подходящую историю происхождения: он выкован в недрах сверхновых звезд или коллапсирующих звезд. Исследование конкретной умирающей звезды, Supernova 1987A, в 2012 году показало, что одна сверхновая может создать по массе радиоактивный изотоп титана-44, равный 100 земным шарам.

Титан является девятым по распространенности металлом в земной коре, согласно Chemicool, но он не был открыт до 1791 года. Английский геолог-любитель преподобный Уильям Грегор обнаружил черный металлический песок в русле ручья, проанализировал его и обнаружил быть смесью магнетита, обычной формы оксида железа и нового металла. Грегор назвал его манакканитом в честь прихода, в котором он обнаружил песок.

Четыре года спустя немецкий ученый по имени Мартин Генрих Клапрот изучал руду из Венгрии, когда обнаружил, что она содержит никогда ранее не описанный химический элемент.Он назвал его титаном, а позже подтвердил, что манакканит Грегора тоже содержал титан.

По данным Королевского химического общества (RSC), первым, кто перегонял титан в чистую форму, был М.А. Хантер, сотрудник General Electric. Однако только в 1930-х годах Уильям Дж. Кролл изобрел процесс, который сделал возможным извлечение титана в промышленных масштабах. Так называемый процесс Кролла сначала обрабатывает руду оксида титана хлором с образованием хлорида титана.Затем магний или натрий смешиваются с хлоридом титана в газообразном аргоне (пропуск кислорода в процесс действительно был бы довольно взрывоопасным, учитывая, что титан очень реактивен по отношению к кислороду, согласно RSC). При температуре 2192 F (1200 ° C) магний или натрий восстанавливают хлорид титана до чистого титана. По данным RSC, этот процесс примерно в 10 000 раз менее эффективен, чем процесс, используемый для производства железа, что помогает объяснить, почему титан является более дорогим металлом.

Титан — переходный металл, что означает, что он может образовывать связи, используя электроны более чем с одной из своих оболочек или уровней энергии. Он разделяет эту особенность с другими переходными металлами, включая золото, медь и ртуть.

Кто знал?

По данным RSC, почти каждая магматическая порода — горная порода, образовавшаяся в результате затвердевания расплавленной породы — содержит титан.
По данным компании, Boeing 737 Dreamliner на 15 процентов состоит из титана.
Титан сейчас вращается вокруг планеты: по данным НАСА, у Международной космической станции (МКС) есть ряд деталей из титана, включая трубы.Rosetta Project, исследовательское и архивное предприятие, целью которого является сохранение человеческих языков и мышления, также вывезло гравированный кусок чистого титана за пределы МКС, чтобы увидеть, как он противостоит радиации и суровым условиям космоса.
Земля — не единственное место, где можно найти титан. В 2011 году на спутниковой карте поверхности Луны были обнаружены скопления богатых титаном горных пород. Эти породы часто содержат до 10 процентов титана по сравнению с 1 процентом или около того, обычно наблюдаемыми в земных породах.
Титан можно использовать как сырье для 3D-печати. В 2013 году исследователи из Австралийской организации научных и промышленных исследований Содружества Наций напечатали на 3D-принтере пару легких титановых подков для скаковых лошадей. Туфли были стильного ярко-розового цвета.

Диоксид титана

Диоксид титана (TiO ₂), также называемый оксидом титана (IV) или диоксидом титана, представляет собой встречающийся в природе оксид титана. Белый пигмент, диоксид титана, используется в красках (как титановый белила или пигментный белый 6) и солнцезащитных кремах из-за его способности преломлять свет и поглощать ультрафиолетовые лучи.По данным Геологической службы США, 95 процентов добываемого титана превращается в пигменты из диоксида титана, а оставшиеся 5 процентов идут на производство химикатов, металлов, карбидов и покрытий.

Диоксид титана также широко используется в медицине, косметике и зубной пасте и все чаще используется в качестве пищевой добавки (как E171) для отбеливания продуктов или придания им более непрозрачного вида. Некоторые из наиболее распространенных пищевых продуктов с добавлением E171 включают глазурь, жевательную резинку, зефир и добавки.

Нет ограничений на использование диоксида титана в пищевых продуктах. Однако новое исследование на мышах, опубликованное в журнале Gut, показывает, что частицы диоксида титана могут сильно повредить кишечник людей с определенными воспалительными заболеваниями кишечника.

Исследователи из Цюрихского университета в Швейцарии обнаружили, что, когда клетки кишечника поглощают частицы диоксида титана, слизистая оболочка кишечника мышей, переболевших колитом, воспаляется и повреждается, говорится в пресс-релизе исследования.

Воспалительные заболевания кишечника, такие как болезнь Крона и язвенный колит, в течение многих лет увеличивались в западных странах. Эти состояния характеризуются крайней аутоиммунной реакцией на кишечную флору. Несколько факторов играют роль в развитии болезни, включая генетические факторы и факторы окружающей среды, такие как образ жизни и питание. Швейцарские исследователи обнаружили, что наночастицы диоксида титана, обычно содержащиеся в зубной пасте и многих пищевых продуктах, могут еще больше усугубить эту воспалительную реакцию.

Кроме того, более высокие концентрации частиц диоксида титана могут быть обнаружены в крови пациентов с язвенным колитом. Это означает, что эти частицы могут абсорбироваться из пищи при определенных заболеваниях, объясняют исследователи в пресс-релизе.

Хотя результаты еще не были подтверждены на людях, исследователи предполагают, что пациенты с колитом должны избегать приема внутрь частиц диоксида титана.

Титан — легкий и прочный металл, часто используемый в оборудовании, инструментах, спортивном снаряжении и ювелирных изделиях.(Изображение предоставлено Кристианом Лагереком Shutterstock)

Текущее исследование

Диоксид титана имел головокружительный набор функций в мире технологий, от приложений солнечных батарей до биосовместимых датчиков, сказал Джей Нараян, ученый-материаловед из Университета Северной Каролины.

В 2012 году Нараян и его коллеги сообщили о способе «настройки» диоксида титана, адаптировав его для конкретных приложений. Этот материал имеет две кристаллические структуры, называемые «рутил» и «анатаз», каждая из которых имеет свои свойства и функции.Обычно диоксид титана любит находиться в фазе анатаза при температуре ниже 932 F (500 C) и превращается в фазу рутила при более высоких температурах.

Выращивая кристалл за кристаллом диоксида титана и выстраивая их на шаблоне из триоксида титана, Нараян и его коллеги смогли установить фазу материала как рутил или анатаз при комнатной температуре, как они сообщили в июне 2012 года в журнал Applied Physics Letters. Сделав еще больший скачок, исследователи смогли интегрировать этот диоксид титана в компьютерные чипы.

«Оксид титана также является очень хорошим сенсорным материалом, поэтому, если он интегрирован с компьютерным чипом, он действует как интеллектуальный датчик», — сказал Нараян Live Science. Поскольку датчик является частью микросхемы, устройство может реагировать быстрее и эффективнее, чем если бы датчик был отдельным и должен был быть жестко подключен к вычислительной части устройства.

Вывод продукта на рынок потребует снижения производственных затрат, сказал Нараян, но у «настраиваемого» диоксида титана есть и другие перспективы.Обрабатывая материал мощными лазерными импульсами, исследователи могут создавать небольшие дефекты, называемые кислородными вакансиями, где в материале отсутствуют молекулы кислорода. Затем этот материал можно использовать для расщепления воды (h4O) путем похищения кислорода и оставления водорода, который затем можно использовать для производства водородного топлива.

«Это дешевый и чистый источник энергии», — сказал Нараян. Новые производственные и инженерные методы расширяют область применения титана. Управление военно-морских исследований объявило в 2012 году, что новый метод сварки титана будет использован для производства полноразмерного корпуса корабля; По мнению ВМФ, эта конструкция является прорывом, поскольку титан, как правило, слишком дорог и сложен в производстве для судостроения.Новый метод, называемый сваркой трением с перемешиванием, использует вращающийся металлический штифт для частичного плавления кромок двух кусков титана вместе.

В медицине титановые имплантаты используются для замены или стабилизации сломанной кости. Крошечные титановые имплантаты используются даже для улучшения слуха у людей с некоторыми типами глухоты. Титановый стержень в форме винта просверливается в черепе за ухом и прикрепляется к внешнему блоку обработки звука. Внешний блок улавливает звуки и передает вибрацию через титановый имплант во внутреннее ухо, минуя любые проблемы в среднем ухе.

В 2010 году исследователи объявили о разработке «Tifoam» — пенополиуретана, пропитанного порошком титана. Согласно исследованию 2013 года, опубликованному в журнале Acta Biomaterialia, пористая структура имитирует человеческую кость и позволяет клеткам человеческой кости проникать в имплант и сливаться с ним по мере заживления человека.

Дополнительный отчет от Трейси Педерсен, участника Live Science.

Следуйте за Стефани Паппас на Twitter Google+ .Следуйте за нами @livescience , Facebook и Google+ .

Дополнительные ресурсы

Титан —

Titanium — qwe.

Для более быстрой навигации этот iframe предварительно загружает страницу Wikiwand для Titanium .

Подключено к:

Из Википедии, свободной энциклопедии

{{bottomLinkPreText}} {{bottomLinkText}} Эта страница основана на статье в Википедии, написанной участники (читать / редактировать).
Текст доступен под Лицензия CC BY-SA 4.0; могут применяться дополнительные условия.
Изображения, видео и аудио доступны по соответствующим лицензиям.
{{current.index + 1}} из {{items.length}}

Спасибо за жалобу на это видео!

Пожалуйста, помогите нам решить эту ошибку, написав нам по адресу support @ wikiwand.com
Сообщите нам, что вы сделали, что вызвало эту ошибку, какой браузер вы используете и установлены ли у вас какие-либо специальные расширения / надстройки.
Спасибо! .

Титановый клинок: маркетинговый трюк или технологический прорыв?

Титановый клинок: маркетинговый трюк или технологический прорыв?

О ножах из титановых сплавов впервые заговорили флотские саперы – боевые пловцы, работающие с противокорабельными морскими минами. Немагнитность, практически абсолютная коррозионная стойкость, небольшой вес (на 40% меньше чем у стальных габаритных аналогов) делали этот металл практически идеальным в узкой области трудовой деятельности водолазов, которым был нужен прочный и не подверженный коррозии инструмент.

Во многом своему коммерческому успеху дайверские ножи из титановых сплавов обязаны и репутации американских боевых пловцов – «котиков» или Navy Seals. Именно эта элита ВМФ США первыми получила на снабжения новые ножи, обладание которыми в настоящее время весьма желанно и для дайвера-любителя, и для коллекционера. Кроме того крупнейшим потребителями титановых сплавов до настоящего времени остаются наиболее инновационные отрасли промышленности – авиакосмическая, военная и медицинская. Все это создало вокруг титана и его сплава некий ареол загадочности, заставляя приписывать этим материал полумагические свойства, которыми они, естественно, не обладают. И если появление на прилавках магазинов для любителей водных видов спорта титановых ножей в ассортименте оправдано наличием у них комплекса требуемых свойств, первым из которых является нечувствительность к агресcивной морской воде, то к чему титановый клинок, к примеру, на поварской модели? Попробуем внести ясность в этот вопрос.

И вновь о нанотехнологиях.

Широкое применение сплавов титана в аэрокосмической отрасли повлекло массовое заблуждение о его феноменальной прочности. На самом деле главные его достоинства – коррозионная стойкость при меньшем весе: в сравнении со сталью на 40%. В авиации за титаном даже закрепилось прозвище «летучий металл»: злые языки утверждают, что оно «прикипело» не в последнюю очередь благодаря поломкам ответственных высоконагруженных деталей в самое неподходящее время. Механические свойства титана определяются присутствующими в нем фазами. Титан имеет две аллотропические формы: альфа-титан с гексагональной решеткой и бета-титан с объемно-центрированной решеткой. Общепринято деление промышленных титановых сплавов на 3 группы по типу структуры: альфа-фаза, бета-фаза и смешанная альфа-бета фаза. Изменяя относительное содержание этих фаз в сплаве титана, можно управлять и механическими свойства сплава.

Так альфа-фаза титана сравнительно мягка, вязка и пластична, поэтому ни для силовых элементов, ни для клинков ножей не подходит. Наиболее широкое применение в промышленности нашли двухфазные альфа-бета-сплавы, которые могут быть термически обработаны до достаточно высокой прочности. Такие сплавы как Ti-6Al-4V (отечественный аналог ВТ-6) нашли широкое применение в промышленности, обладая целым комплексом полезных свойств: прочностью, коррозионной стойкостью, небольшим весом. Эти же полезные свойства стимулировали массовое использование титановых спав на поварской утвари для туристов-походников и альпинистов, у которых на учете каждый грамм снаряжения. Однако ножами из этого материала резать что-то более твердое, чем продукты питания было невозможно. При удовлетворительной прочности и отличной коррозионной стойкости режущие свойства дайверских ножей из альфа-бета сплава оставались весьма скромными и серьезно уступали даже моделям из популярной коррозионной стали 420 типа, не смотря на всевозможные ухищрения производителей с износостойкими покрытиями и нанесением зубчатых режущих кромок. Впрочем, на дайверских ножах высокие режущие свойства зачастую не востребованы вовсе, а с задачами по резке сетей и лесок, выполнению спасательных и самоспасательных операций, а также работой с затопленной древесиной или грунтом легко справляется и нож из альфа-бета сплава.

Применение на клинках бета-сплава титана, обладающего большей твердостью и прочностью, а также удовлетворительной износостойкостью режущих кромок, до сих пор сдерживается экономическими факторами. Свойства этой группы титановых сплавов наиболее критичны к содержанию примесей, что определяет большую технологическую сложность их производства и, как следствие, большую стоимость этих материалов, достаточно долго находивших применение, в основном, в аэрокосмической отрасли. В термообработанном состоянии твердость бета сплава титана невелика, всего 45 – 48 HRC, что даже ниже чем у мягковатых традиционных «нержавеек». Поэтому режущие свойства таких клинков остаются достаточно скромными – на уровне стали типа 440А.

Как же заставить клинок из титанового сплава резать хорошо и долго при сохранении прочих полезных свойств? И надо ли это делать – разнообразие марок коррозионностойких сталей поражает воображение. Надо! – решили японские ученые. Найденное ими решение заключается в использовании дисперсно-упрочненных титановых композитов. Композиты с металлической матрицей принято разделять на армированные волокнами (т.н. волокнистые композиты) и наполненные тонкодисперсными частицами, не растворяющимися в основном металле (дисперсно-упрочненные композиты). В теории, можно создать даже клинки из волокнистых композитов с титановой матрицей в которых взаимодействие волокна и матрицы существенно повышает эффективную прочность волокна, — т.е. самые настоящие титановые булаты! Но это дело будущего. На первых порах под коммерческими названиями Titan 21 и Cera-Titan в серию пошли дисперсно-упрочненные диоксдом циркония титановые композиты. В них титановая матрица является основной несущей нагрузку составляющей, а внедренные в неё дисперсные частицы металлокерамики повышают износостойкость и прочность материала.

Производятся такие структуры методом порошковой металлургии: путем механического легирования. Высокая прочность и износостойкость клинка достигается при размере частиц 10–500 нм при среднем расстоянии между ними 100–500 нм и равномерном их распределении в прочной и вязкой титановой матрице. Сперва в титановую матрицу внедрялись частицы металлокерамики на основе диоксида циркония,. В дальнейшем, для повышения износостойкости режущей кромки, вместе в диоксидом циркония стали добавлять алмазоподобные карбиды. В результат был отмечен резкий рост износостойкости клинка, превосходящий большинство известных ножевых сталей и вплотную приближающийся к металлокерамике.

При этом клинки из титанового композита в полном объеме сохранили очень неплохие прочностные и великолепные антикоррозионные свойства. В результате подобный нож практически не нуждается в уходе. Для повышения износостойкости и задиростойкости, а также придания антибактериальных свойств, поверхности клинков из титановых композитов дополнительно подвергают упрочнению путем нанесения покрытий на основе сплава серебра. Зачастую пользователи недооценивают силу коррозии, способную повредить даже нож из «нержавеющей стали». Все используемые на ножах стали являются коррозионностойкими, в большей или меньшей степени, в зависимости от химического состава и способа закалки клинка. И лишь титановый композиты обладают практически полной нечувствительностью к коррозии, что будет высоко востребовано при приготовлении пищи в поле и на рыбалке, в походе и на «шашлыках». Скромный вес также будет большим подспорьем для «походного кухонника». С заточной и правкой титанового клинка легко справится и алмазный мусат, и керамический камень, хотя керамические точилки имеют склонность забиваться продуктами заточки титана.

Каковы же негативные черты этого материала? Прежде всего, это невысокая твердость — 46 – 48 HRC. Она определяет сравнительную мягкость клинка и возможность «замятий» режущей кромки при неаккуратной работе или рубке костей и хрящей. Титановый композит не требователен в уходе, но, одновременно, требует к себе аккуратного обращения в работе. Несколько отличатся динамика реза: у титанового композита на режущей кромке постоянно формируется микроскопическая пилка из внедренных частиц. Поэтому рез по динамике ближе к пилению. Хотя клинок легко режет стекло, но пытаться бриться им не стоит. Сравнительная мягкость клинка диктует необходимость более «толстого» сведения режущей кромки: привыкшим к тончайшим спускам клинков престижных моделей из высокоуглеродистых сталей будет не просто привыкнуть с более толстому, хотя и в разы более долговечному лезвию титанового клинка.

С учетом всех «плюсов» и «минусов» нового материала его можно уверено рекомендовать на любительские кухни, где он с лихвой покроет все задачи, связанные с нарезкой продуктов и полуфабрикатов. Для работы с замороженными продуктами, костями и хрящами лучше вместо него брать топорик или специальную пилу. Но зато при условии аккуратного целевого использования клинок из титанового сплава послужит не одному поколению домашних кулинаров, радуя их легкостью работы, простотой заточки и минимальным уходом!

Губчатый металл с керамическими сферами не поддался болгарке и дрели

Stefan Szyniszewski et al. / Scientific Reports, 2020

Британские и немецкие ученые разработали материал из губчатого титан-алюминиевого сплава с керамическими сферами оксида алюминия. Новый материал почти в семь раз легче стали, выдерживает резку болгаркой и гидроабразивную резку, а при добавлении нихромового сплава выдерживает и сверление. Статья опубликована в журнале Scientific Reports.

В природе многие материалы обладают иерархической структурой на разных масштабах, чтобы противодействовать экстремальным нагрузкам. Например, грейпфрут не лопается после падения с высоты в десять метров за счет клеточной структуры с жестким каркасом, рыба Arapaima gigas выдерживает укус пираньи благодаря фанерной упаковке коллагена в чешуйках, а раковины морских ушек из кристаллов арагонита, скрепленных органической матрицей, в три тысячи раз прочнее, чем просто кристаллы арагонита.

Ученые тоже хотят получить прочные материалы с помощью подбора нужной морфологии на разных уровнях материала, но, в отличие от природы, могут использовать металлы, которые значительно упрочняются за счет локальных дефектов. Так, последнее время материаловеды значительно продвинулись в металлической 3D-печати, с помощью которой можно получать самые сложные микроструктуры, однако нацеленность на повторяемость элементарной ячейки ограничивает область используемых веществ. Материалы с перестройкой формы считаются перспективными для экстремальных нагрузок при механическом воздействии, они могут значительно изменять морфологию в малом масштабе и возвращаться в исходное состояние после него — как и природные объекты. Одним из проявлений такой перестройки является конверсия подводимой механической энергии в локальные колебания материала.

Стефан Сцинисцевски (Stefan Szyniszewski) с коллегами из Университета Дюргейма и Фраунгоферского института создал новый композитный материал «Протей» из губчатого сплава титана-алюминия с керамическими сферами оксида алюминия. За упругость нового материала отвечает металлическая часть, а за твердость — керамическая. Такой материал восприимчив к внутренним колебаниям при локальных нагрузках и весит в семь раз меньше стали за счет пористой структуры.

Для получения материала порошки алюминия и гидрида титана нужно перемешать и подвергнуть холодной формовке, затем смесь нужно выдавить через экструдер и нарезать полученные стержни на небольшие части. Затем между стальными пластинами нужно выложить металлические цилиндры и сеть керамических сфер из оксида алюминия. После этого заготовку необходимо нагреть до 760 градусов Цельсия в течение 15-20 минут, за которое разлагается гидрид титана, а улетающий водород образует губчатую структуру между керамическими сферами.

Процесс изготовления «Протея»

Stefan Szyniszewski et al. / Scientific Reports, 2020

Авторы статьи измерили зависимость механического напряжения от деформации и заметили, что небольшое напряжение насыщения при сравнении со сталью и большая сжимаемость структуры позволят механической энергии лучше рассеиваться при экстремальных нагрузках. Однако для защитных материалов важно и баллистическое сопротивление к точечным нагрузкам, которое в некоторых материалах достигается за счет керамики — оксида алюминия. В этой работе ученые решили отойти от привычного подхода к получению максимально твердого материала и при этом сосредоточиться на сопротивлении к реальным нагрузкам на материалы в бытовом применении, например, при нарезке болгаркой или сверлении дрелью.

График зависимости механического напряжения от деформации

Stefan Szyniszewski et al. / Scientific Reports, 2020

Компьютерная томограмма полученного материала

Stefan Szyniszewski et al. / Scientific Reports, 2020

Приближенный участок с керамическими сферами

Stefan Szyniszewski et al. / Scientific Reports, 2020

«Протей» легко перенес резку болгаркой с диском с сапфировым напылением. За минуту диск стачивался с диаметра в 11,5 до 4,4 сантиметра и приходил в негодность — такой же диск прорезает сантиметровую сталь MARS 220 за 40 секунд. В случае с «Протеем» диск упирается в прочную керамическую структуру, из-за трения во всем материале возникают механические вибрации, приводящие к боковому стачиванию поверхности диска об губчатую составляющую и отшлифованный порошок оксида алюминия. При этом керамические сферы повышают свою прочность в зависимости от скорости воздействия.

Электронная микрофотография среза материала при внедрении нихрома (вытнутые нити)

Stefan Szyniszewski et al. / Scientific Reports, 2020

Электронная микрофотография пропила болгаркой

Stefan Szyniszewski et al. / Scientific Reports, 2020

Компьютерная томограмма разных пропиленных участков

Stefan Szyniszewski et al. / Scientific Reports, 2020

Шлифовальный диск до и после встречи с «Протеем»

Stefan Szyniszewski et al. / Scientific Reports, 2020

Такой же эффект достигался и при сверлении — при достижении керамических сфер сверло стачивалось о «Протей». Однако если сверло не встречало на своем пути керамическую сферу, то с легкостью проникало через всю толщу материала. Чтобы упрочнить губчатую часть, ученые добавили нихромовый сплав, после которого весь объем материала стал более прочным и степень проникновения во всех испытаниях значительно уменьшилась.

Против гидроабразивной резки у нового материала нашелся другой способ сопротивления: струя воды рассеивалась на сферической поверхности керамики и «затуплялась», тем самым снижая свою скорость в пятьдесят раз.

Внешний вид цилиндра после минуты прорезания водным резаком — струя значительно затормозилась о керамические сферы

Stefan Szyniszewski et al. / Scientific Reports, 2020

Авторы уже готовят «Протей» к патентной регистрации и уверены, что он найдет множество применений от невскрываемых дверей или сейфов до защитной одежды промышленного пользования. В будущем они планируют ко всему прочему рассмотреть эффект упрочнения за счет перестройки структуры из-за нагрева материала от трения.

Неизвестно, прорубит ли «Протей» клинок из дамасской стали, но благодаря достижениям науки такой эксперимент можно будет провести, не беспокоясь о сохранности исторических клинков. Месяц назад немецкие материаловеды напечатали современный аналог дамасской стали на 3D-принтере, чередуя твердые и мягкие слои между собой — так сталь получилась даже прочнее.

Артем Моськин

ТИТАН — это… Что такое ТИТАН?

• ТИТАН (символ Ti), блестящий серебристо-белый ПЕРЕХОДНОЙ ЭЛЕМЕНТ. Открыт в 1791 г. Этот широко распространенный элемент обнаружен во многих минералах, но основными его источниками являются ИЛЬМЕНИТ и РУТИЛ. Стойкий к коррозии и нагреванию, титан используется в сталях и других сплавах, особенно в авиастроении, космических кораблях и управляемых ракетах, где прочность должна сочетаться с легкостью. Титан применяется при изготовлении очень твердых сплавов, используемых в космических кораблях, военной промышленности и автомобилестроении. Оксид титана (VI) используется как белый пигмент в красках, а также как драгоценный камень титания. Свойства: атомный номер 22, атомная масса 47,90, плотность 4,54, температура плавления 1660 °С, температура кипения 3287 °С, наиболее распространенный изотоп ⁴⁸Ti (73,94%).

• ТИТАН, самый большой СПУТНИК САТУРНА, второй по величине спутник в Солнечной системе, открытый в 1655 г. Христианом ГЮЙГЕНСОМ. Среди планетных спутников Титан уникален, поскольку обладает собственной атмосферой. Состоит из камня и льда примерно в равной пропорции. Космический зонд «ВОЯДЖЕР-1» не обнаружил разрывов в светонепроницаемом красноватом облачном слое высотой до 200 км над поверхностью. Атмосфера состоит в основном из азота с небольшими примесями метана и других углеводородов. Температура поверхности 95 К. При такой температуре метан может быть твердым, жидким и газообразным, так что метан может играть ту же роль, что и вода на Земле, образуя облака, дожди, озера и даже снег.

Почти весь титан добывают из рутила (ТЮ2), который нагревают с коксом в атмосфе ре хлора (С12) в колонне, вы ложенной огнеупорным кирпичом (1), чтобы получить тетрахлорид титана (ТЮЦ). Пары конденсируются(2) и очищаются перегонкой (3) Нагревание в печи Кролла (4) в атмосфере аргона (Аг) с расплавленным магнием дает губчатый титан Ti и хлорид магния (MgCI2) Хлорид магния удаляется (5) выщелачиванием 2% азотной кислотой (HNO-j). Из титана изготовляют посредством прессования электроды, которые затем плавятся в атмосфере аргона в дуговой печи (6), чтобы увеличить плотность продукта Охлаждаемый водой медный кожух дуговой печи не реагирует с титаном, в отличие от других процессов, в которых почти всегда происходят реакции с поверхностью. Дуговая печь была разработана специально для того,чтобы обрабатывать такие металлы, как титан, которые чрезвычайно активны, например, к кислороду при температуре намного ниже температуры их плавления. Процесс повторяется, чтобы обеспечить однородность продукта. Хлорид магния после выщелачивания расплавляется и электролизует-ся в печи Доу, чтобы получить металлический магний для повторного использования (7) Ти тан применяется при изготовлении очень твердых сплавов, используемых в космических ко-раблях, военной промышленно сти и автомобилестроении.

Научно-технический энциклопедический словарь.

производителей металлического титана | Поставщики металлического титана

Металлический титан — Metalmen

Военная, медицинская, аквариумная, автомобильная, аэрокосмическая, опреснительная, судоходная, энергетическая, электронная и даже ювелирная отрасли используют титан в производственных процессах. Титан используется в производстве таких разнообразных товаров, как велосипеды, пластмассы, выхлопные системы, клапанные пружины, краска, реактивные двигатели, ракеты и даже космические аппараты. Хотя в каждом из них присутствует некоторая доля титана, в них чаще используются сплавы.Титановые сплавы — это металлы, состоящие преимущественно из титана, но они также включают другие металлы, которые изменяют его свойства.

Популярность сплавов по сравнению с чистым титаном обусловлена чрезвычайной твердостью чистых форм, что затрудняет их сварку и формование во время производства. Медицинская промышленность, однако, обычно использует чистый титан для хирургических инструментов, имплантатов и протезов, поскольку этот стерильный металл не оказывает отрицательного воздействия на человеческое тело. В некоторых пирсингах используется чистый титан по той же причине, хотя стоимость материала ограничивает это использование.

Стоимость титана напрямую связана со сложностями, присущими его добыче. Хотя титан является девятым по распространенности элементом, составляющим 0,57% земной коры, он никогда не встречается в чистом виде. Вместо этого титан содержится в рудах или месторождениях полезных ископаемых, таких как рутил, ильменит и сфен. Самая распространенная техника — метод Кролла. Это включает образование тетрахлорида титана путем фракционной перегонки. Затем это вещество восстанавливается до пригодного для использования металлического титана с использованием магния.Получаемый в результате высокопористый материал называется губкой.

Титановая губка затем может быть расплавлена или спрессована в отливки, которые образуют фольгу, листы, проволоку, гранулы, прутки или порошки, которые в чистом или легированном виде распространяются среди производителей. Компании-производители выбирают гальванические аноды, которые используются в процессах гальваники или гальваники, или расходуемые аноды, которые используются для защиты базовых конструкций. Горячее или холодное формование, плоская прокатка, экструзия, сварка, механическая обработка, литье, деформация, ковка и прядение могут использоваться индивидуально или в сочетании с другими методами для преобразования заготовок в конечные продукты.Несмотря на то, что размер и производственные процессы являются важными факторами, следует учитывать сорта титана, чтобы гарантировать выбор правильного сплава или чистого металла для данной задачи.

Все о титановых металлах

Металлический титан — ценный компонент инструментария любого слесаря. Этот прочный, но легкий материал имеет высокую температуру плавления и хорошую устойчивость к электричеству и коррозии для различных отраслей промышленности, таких как:

Автомобилестроение
Сборка мебели
Аэрокосмическое производство
Производство электроники
Военное и оборонное производство
Медицинское и фармацевтическое производство
Производство товаров для отдыха и спорта

Continental Steel предлагает полный спектр марок титана и услуги для различных областей применения.Здесь мы описываем множество применений титана в современном промышленном климате и расскажем о нескольких уникальных способах, которыми мы усовершенствовали искусство работы с этим динамичным металлом.

Использование титана дает ряд преимуществ для приложений во многих отраслях промышленности. Чаще всего титан появляется в сценариях, когда продукт должен выдерживать экстремальные стрессы, не имея слишком большого веса. Таким образом, он используется для различного высокоинтенсивного оборудования, в том числе:

Спортивные товары: Титан является неотъемлемой частью велосипедных рам, теннисных ракеток, бейсбольных бит, лыжных палок и клюшек для гольфа.
Медицинские устройства: Химическая структура титана обеспечивает высокую степень биосовместимости, что позволяет производителям использовать его при создании ортопедических устройств, протезов, кардиостимуляторов и хирургического оборудования, при этом человеческое тело не отвергает его; он также помогает изготавливать больничные материалы, такие как инвалидные коляски и носилки.
Мебель: Титан создает легкую уличную мебель, такую как стулья, столы и решетки, которая может выдерживать многие экстремальные температуры и климатические условия; он также используется для изготовления мебели для дома, придавая домашнему пространству элегантный, изысканный вид.
Продукция для судоходства / катания на лодках: Титан может противостоять коррозии, возникающей в результате воздействия соленой воды, а это означает, что производители морского оборудования используют его для изготовления ряда судовых компонентов без утяжеления своей продукции.
Бурение на нефть / газ: Титан выдерживает очень высокие уровни тепла и давления, что делает его незаменимым для строительства оборудования для глубоководного бурения, а также компонентов наземных нефтяных скважин.

Несмотря на то, что титан дает много преимуществ для перечисленных выше применений, наиболее широко он используется в автомобильной и авиакосмической промышленности.

Автомобилестроение

Производители автомобилей используют титан для создания многих высокоэффективных автомобильных приложений. Поскольку титан имеет относительно низкую массу по сравнению с другими обычно используемыми металлами, автомобили, изготовленные из этого материала, ускоряются быстрее и работают лучше, чем их конкуренты.

В результате титан используется для изготовления многих роскошных и гоночных автомобилей. Он также все чаще используется в производстве потребительских автомобилей. Поскольку титан может выдерживать большое количество повреждений, производители автомобилей используют его для основных компонентов, которые сильно изнашиваются во время эксплуатации автомобиля, например:

Оси
Суппорт тормозной
Корпуса
Панели днища
Выхлопные системы
Моторный отсек и торсионы
Приводные валы и кожухи
Шестерни
Шатуны

Аэрокосмическое производство

Производители авиакосмической отрасли используют титан для создания самолетов, которые могут выдерживать различное давление и экстремальные условия окружающей среды, не имея при этом слишком большого веса.Используя процесс Кролла для легирования титана магнием, авиастроители извлекли выгоду из хорошего отношения прочности к весу титана, чтобы использовать его практически во всех аспектах аэрокосмического производства.

В самолетах теперь используется титан для изготовления таких маленьких деталей, как багажные полки, таких важных деталей, как рулевое управление и двигатель, и таких больших, как переборки самолетов. Строительство из титана — лучший способ для производителей авиакосмической отрасли снизить эксплуатационные расходы на свою продукцию в долгосрочной перспективе, поскольку более легкие самолеты потребляют меньше топлива, что позволяет им летать более эффективно и в течение более длительных периодов времени.

Использование титана дает дополнительное преимущество: при воздействии кислорода титан естественным образом образует пассивное оксидное покрытие, которое защищает оборудование. Более того, диоксид титана активно разрушает оксиды азота (основной элемент смога) при контакте с материалами, покрытыми этим веществом.

Исследования показали, что покрытие крыш одного города среднего размера диоксидом титана удаляет примерно 21 тонну оксида азота в день. Было обнаружено, что каждая отдельная черепица, покрытая этим веществом, разрушает 88% смога, который вступал с ней в контакт, а это означает, что одна крыша может компенсировать загрязнение, создаваемое автомобилем, который проезжает 11 000 миль в год.

Мы предлагаем услуги по производству титана для ряда различных марок титана. Каждая марка титана хорошо подходит для различных процессов, и мы формируем и формируем титановые материалы с помощью гидроабразивной резки или штамповки, не влияя на лежащие в основе химические свойства.

Хотя Continental Steel работает с титановыми сплавами от класса 1 (самый мягкий) до класса 9 (самый твердый), большинство наших клиентов обращаются к нам за нашими способностями работать с титаном класса 5. Часто называемый «рабочей лошадкой» титановых сплавов, титан 5-го класса (или Ti 6AI-4V) является альфа-бета сплавом, что означает, что он включает как альфа-, так и бета-стабилизаторы.Это делает его пригодным для сварки и горячей штамповки, что позволяет нам формировать его различными способами.

Титан класса 5 намного прочнее, чем технически чистый титан, но он сохраняет ту же жесткость и термические свойства, что и нелегированный титан. Это делает его хорошо подходящим для сварки и изготовления, поскольку сварщики могут работать с ним так же легко, как и с нелегированным титаном, сохраняя при этом уверенность в его жесткости и тепловых свойствах после завершения изготовления.

Титан сочетает в себе исключительное соотношение прочности и веса с отличным термическим и электрическим сопротивлением, чтобы создавать изделия, которые весят меньше и работают лучше, чем изделия из других металлов. Титан дает множество преимуществ для многих приложений, которые используют его для создания эффективных рам и кожухов, которые выдержат испытание временем.

Поскольку титан представлен во многих различных сортах, он обладает практически безграничными возможностями настройки. После выбора определенного сорта мы можем формировать, штамповать, сваривать, а также горячим и холодным способом формировать этот металл множества значений ширины, длины и толщины.

Мы предлагаем ряд стандартных изделий из титана, на которых мы можем выполнять дальнейшие процессы, включая титан

Тарелки
НКТ
листов
Барс
Электропроводка
Трубы

Когда вы работаете с титаном, вы можете рассчитывать на конечный продукт, который будет хорошо работать в широком диапазоне суровых условий окружающей среды, не нарушая масштабов.

Continental Steel предлагает полный набор продуктов и услуг из титана для удовлетворения потребностей самых разных областей применения.Если вы хотите узнать больше о том, какую пользу наша продукция из титана принесет вашему следующему проекту, свяжитесь с нами и запросите бесплатное предложение сегодня.

В начало

Титановый медицинский металл — лучший выбор — Supra Alloys

Список преимуществ титана обширен. Это делает его невероятно полезным для множества различных отраслей, включая автомобильную, аэрокосмическую и архитектурную. Но поскольку титан устойчив к коррозии, биосовместим и обладает врожденной способностью соединяться с человеческими костями, он также стал одним из основных продуктов в области медицины.От хирургических титановых инструментов до ортопедических титановых стержней, штифтов и пластин, медицинский и стоматологический титан действительно стал основным материалом, используемым в медицине.

Медицинский титан

Титан 6AL4V и 6AL4V ELI, сплавы, состоящие из 6% алюминия и 4% ванадия, являются наиболее распространенными типами титана, используемыми в медицине. Из-за своего гармонирующего фактора с человеческим телом эти титановые сплавы широко используются в медицинских процедурах, а также при пирсинге.Также известен как Gr. 5 и гр. 23, это одни из наиболее известных и легко доступных типов титана в США, и ряд дистрибьюторов специализируются на этих конкретных сортах.

Ti-6Al-4V и Ti-6Al-4V ELI обеспечивают большую стойкость к излому при использовании в дентальных имплантатах. Процедура имплантации начинается с введения титанового винта в челюсть. Винт напоминает корень зуба и действует как корень. По прошествии отведенного времени для того, чтобы кость вросла в титановый винт медицинского класса, к имплантату присоединяют искусственный зуб.

Преимущества медицинского титана

Сильный
Легкий
Коррозионностойкий
Экономичный
Нетоксичный
Биосовместимость (нетоксична И не отторгается организмом)
Долговечный
Неферромагнитный
Остеоинтегрированный (соединение кости с искусственным имплантатом)
Доступность на большом расстоянии
Гибкость и эластичность не уступают человеческой кости

Двумя важнейшими преимуществами титана являются его высокое отношение прочности к весу и коррозионная стойкость.Добавьте к этому его нетоксичность и способность бороться с любой коррозией, вызываемой биологическими жидкостями, и неудивительно, что титан стал предпочтительным металлом в области медицины.

Титан также невероятно прочен и долговечен. Когда титановые сепараторы, стержни, пластины и штифты вставляются в корпус, они могут прослужить более 20 лет. А стоматологический титан, такой как титановые штифты и имплантаты, может служить даже дольше.

Еще одним преимуществом титана для использования в медицине является его неферромагнитное свойство, что позволяет безопасно обследовать пациентов с титановыми имплантатами с помощью МРТ и ЯМРТ.

Остеоинтеграция — это уникальное явление, при котором естественные кости и ткани вашего тела фактически соединяются с искусственным имплантатом. Это надежно закрепит титановый зубной или медицинский имплант на месте. Титан — один из немногих металлов, допускающих такую интеграцию.

Фото: TitaniumTools.com

Применение медицинского титана

Большинство из нас знает кого-нибудь, кому потребовалась ортопедическая операция по замене вышедшего из строя тазобедренного сустава, плечевого сустава или сильно сломанной кости.Скорее всего, именно титан медицинского класса был предпочтительным материалом для хирургов при реконструкции этих частей тела. Как было показано в предыдущем разделе, природные свойства титана делают его идеальным сплавом для использования в организме.

Титан медицинского назначения используется при производстве:

Штифты
Костные пластины
Винты
Барс
Стержни
Провода
Посты
Грудная клетка раздвижная
Кейджи для спондилодеза
Эндопротезы пальцев рук и ног
Челюстно-лицевое протезирование

Фото: замена тазобедренного сустава.инфо

Некоторые из наиболее распространенных применений титана — операции по замене тазобедренного и коленного суставов. Он также используется для замены плечевых и локтевых суставов и для защиты позвонков после сложных и инвазивных операций на спине. Титановые колышки используются для прикрепления накладных глаз и ушей, а титановые сердечные клапаны даже конкурируют с обычными тканевыми клапанами.

Хирургические титановые инструменты

Существует ряд характеристик, которые делают титан идеальным выбором для хирургических инструментов:

Он тверже стали, но легче по весу.
Устойчив к бактериям.
Опять же, его можно использовать вместе с приборами, излучающими излучение.
Титан невероятно прочен, что обеспечивает большую долговечность инструментов.

Благодаря этим прекрасным свойствам он используется для создания ряда хирургических инструментов из титана:

Пинцет хирургический
Втягивающие устройства
Пинцет хирургический
Шовный инструмент
Ножницы
Иглодержатели и микроиглы
Стоматологические инструменты для удаления зубного налета
Стоматологические лифты
Боры стоматологические
Lasik офтальмологическое оборудование
Лазерные электроды
Зажимы для полой вены

Титановые хирургические иглодержатели
Фото: PHIndustries.com

Стоматологический титан

Как упоминалось ранее, титан обладает способностью сливаться с живой костью. Это свойство дает огромное преимущество в мире стоматологии. Зубные имплантаты из титана стали наиболее широко распространенным и успешно используемым типом имплантатов из-за его способности к остеоинтеграции. Когда костеобразующие клетки прикрепляются к титановому имплантату, между костью тела и недавно имплантированным инородным объектом образуется структурный и функциональный мост.

Фото: дантист из Гоа через Flickr

Ортодонтические брекеты из титана также набирают популярность. Они прочнее, безопаснее и легче своих стальных собратьев. И, конечно же, биосовместимость медицинского титана делает его использование в брекетах даже более выгодным, чем сплавы-конкуренты.

Будущее биомедицинского титана

Ожидается, что использование титана в биомедицинской промышленности в ближайшие годы будет только расти.Поскольку демография бэби-бумеров продолжает стареть, а наша отрасль здравоохранения подталкивает людей к более активной жизни, вполне логично, что медицинская промышленность будет продолжать исследовать новые и инновационные способы использования этого популярного металлического сплава. А поскольку реформа здравоохранения является серьезной проблемой в настоящее время, рентабельность титана делает его еще более привлекательным для тех, кто хочет сократить расходы на здравоохранение.

Об авторе

Крейг Шенк — генеральный директор Supra Alloys, поставщика титана с полным спектром услуг и обрабатывающего центра со штаб-квартирой в Камарилло, Калифорния.Крейг имеет большой опыт работы в специальной металлургической промышленности, особенно в области медицинского применения титана.

Для получения дополнительной информации свяжитесь с нами через веб-сайт www.Supraalloys.com, позвоните по телефону 805.388.2138 или напишите автору по адресу [email protected].

Титан

ТОВАРОВ

ВВЕДЕНИЕ

ВИДЕО

Stanford Advanced Materials (SAM) теперь может предоставлять различные продукты из титана, включая:

Изготовлено из титана:

Различные формы, такие как проволока, пруток, лист, пластина, лента, фольга, труба, трубка различных сортов, доступны изделия на заказ.

Обработанный титан:

Доступны специальные формы, такие как фитинг, фланец, крепеж, изделия на заказ.

Нитинол (никель-титановый сплав):

Нитиноловая проволока, лист, полоса, фольга, пружина и другие изделия из сплавов с памятью формы доступны по запросу.

Прочие изделия из титана:

Титановая сетка, прецизионное литье, плакированные титаном материалы.

Комментарий нашего клиента:

Спасибо, что установили для нас наши титановые детали! Наш предыдущий поставщик не смог исправить эти детали, хотя мы работали с ними в течение многих месяцев, чтобы решить эту проблему.Stanford Advanced Materials точно знал, как решить нашу проблему. При каждой поставке детали были прямыми и плоскими, и теперь мы разместили общий заказ.

Крупный производитель капитального оборудования на Среднем Западе США

Продукт

Титан

Обработанный титан

Нитинол

Отливки высокой точности

Титановые плакированные материалы

Титановая сетка

О титане (Ti)

Символ: Ti
Атомный номер: 22
Атомный вес: 47.867
Категория элемента: переходный металл
По сравнению с другими металлами, титан является блестящим серебристым переходным металлом с низкой плотностью и высокой коррозионной стойкостью к морской воде, царской водке, хлору и т. Д.
Титан и титановые сплавы могут использоваться в аэрокосмической отрасли , военная, медицинская, ювелирная, телекоммуникационная и другие отрасли.
Существует несколько марок титана. Сорта с 1 по 4 изготовлены из чистого титана, а другие сорта — из сплавов. Чистый титан используется из-за его высокой коррозионной стойкости, а его сплавы — из-за их чрезвычайно высокого отношения прочности к весу.

Руководство по 3D-печати с использованием титана

18 июн 2019

Благодаря преимуществам сокращения отходов материала и возможности создавать легкие конструкции, 3D-печать титаном находит свою нишу во многих отраслях промышленности.

Титан обладает превосходными свойствами материала, но его высокая стоимость исторически ограничивала его использование для высокоэффективных применений в аэрокосмической отрасли. Теперь, когда металлическая 3D-печать становится все более и более жизнеспособным методом производства, эта технология делает титан более доступным для таких отраслей, как медицина, автомобилестроение и автоспорт.

Сегодняшний пост посвящен тому, что делает титан хорошим выбором для 3D-печати, технологиям, поддерживающим этот материал, а также ключевым промышленным приложениям.

Уникальные свойства титана

Сектор	Недвижимость	Приложения
Aerospace	Коррозионная стойкость Высокое отношение прочности к массе Устойчивость к высоким температурам	Конструкции планера и крыла Меньшие детали, такие как лопатки компрессора, роторы и другие компоненты газотурбинных двигателей
Медицинские	Превосходная прочность Биосовместимость (нетоксичная, неаллергенная)	Ортопедические устройства, такие как имплантаты позвоночника, бедра и колена.
Automotive & Motorsports	Коррозионная стойкость Высокое соотношение прочности и веса Устойчивость к высоким температурам	Тормозные суппорты, кронштейны, колесные диски, стойки.

Подумайте о прочности, легкости и устойчивости к коррозии, и вы поймете, что делает титан таким востребованным материалом. Титан известен своими превосходными свойствами материала — таким же прочным, как сталь, но с плотностью всего 60%.

Высокое соотношение прочности и плотности титана, хорошая коррозионная стойкость и химическая стойкость делают его особенно востребованным для высокопроизводительных отраслей промышленности, таких как аэрокосмическая и оборонная.

Здесь титановые сплавы используются там, где требуются легкие детали, способные сохранять свои механические свойства при высоких температурах.

Титан также известен своей биосовместимостью, что делает его идеальным выбором для медицинских применений, таких как имплантаты.

Однако, хотя титан обладает рядом преимуществ, он остается относительно дорогим материалом. Это связано с тем, что металл добывается в относительно небольших количествах, а обработка сырого титана остается сложной задачей, что делает этот материал значительно более дорогим, чем альтернативные металлы, такие как сталь.

Что делает титан подходящим для 3D-печати?

Титан может быть трудным металлом в работе, особенно когда дело касается механической обработки. Во-первых, у титана низкая теплопроводность. Это означает, что при обработке, например, на станке с ЧПУ, выделяемое тепло сохраняется в инструменте с ЧПУ, что может привести к быстрому износу инструмента.

Кроме того, поскольку механическая обработка включает в себя резку и удаление материала, процесс может привести к образованию большого количества отходов материала.В результате многие компании ищут лучшие альтернативы производству титановых деталей.

Металл 3D-печать оказывается такой жизнеспособной альтернативой.

При 3D-печати металлом наиболее часто используемый сорт титана — это сплав Ti6Al4V (Ti64). Помимо Ti64, также можно выполнять 3D-печать из чистого титана.

Преимущества 3D-печати титаном

3D-печать на титане дает множество преимуществ.

В аэрокосмической отрасли использование деталей для 3D-печати из титана часто помогает снизить соотношение закупок и продаж. Термин, пришедший из аэрокосмической промышленности, относится к соотношению между весом первоначально закупленного материала и весом готовой детали.

При традиционном производстве, например, титановые компоненты самолетов могут иметь соотношение покупательной способности и годности от 12: 1 до 25: 1. Это означает, что для производства 1 кг деталей требуется 12-25 кг сырья.В этом сценарии обрабатывается до 90% материала.

Металл 3D-печать может снизить это соотношение для титановых компонентов до 3: 1 и 12: 1. Это связано с тем, что в металлических 3D-принтерах обычно используется только необходимое количество материала, необходимого для создания детали, что приводит к незначительным отходам от несущих конструкций. Для дорогостоящего материала, такого как титан, экономия средств за счет этого пониженного соотношения покупаемой и годной продукции может быть весьма значительной.

Аддитивное производство может также улучшить легкие свойства титана благодаря оптимизации топологии.Используя программное обеспечение для оптимизации топологии, инженеры устанавливают определенные требования, такие как ограничения нагрузки и жесткости, а затем позволяют программному инструменту оптимизировать первоначальный проект в соответствии с этими требованиями. Благодаря этой оптимизации любой ненужный материал удаляется из конструкции, создавая более легкий, но прочный компонент.

Топологически оптимизированные конструкции часто можно изготавливать только с помощью аддитивных технологий производства. Это преимущество особенно ценится в аэрокосмической отрасли, где легкие титановые детали, напечатанные на 3D-принтере, могут снизить вес и улучшить характеристики самолета.

Какие технологии поддерживают титан?

Три метода металлической 3D-печати, наиболее часто используемые для создания титановых деталей, — это прямое энергетическое осаждение (DED), электронно-лучевая плавка (EBM) и селективная лазерная плавка (SLM).

Прямое нанесение энергии

Первые попытки 3D-печати титана начались в 1997 году в Aeromet Corporation, которая использовала технологию DED для производства деталей для аэрокосмической промышленности.

В DED источник энергии высокой интенсивности, такой как лазер или луч, используется для плавления титанового порошка (или проволоки), когда он наносится через сопло на подложку.Ключевым преимуществом здесь является возможность изготавливать большие детали при относительно высокой скорости наплавки материала (до 320 куб. См / ч).

Сегодня существует множество вариаций технологии DED, включая аддитивное производство электронно-лучевого излучения (EBAM) и аддитивное производство проволочной дуги (WAAM) компании Sciaky.

Электронно-лучевое плавление

Шведская компания Arcam разрабатывает технологию EBM для создания титановых имплантатов и аэрокосмических компонентов, напечатанных на 3D-принтере. В EBM электронный луч направляется на слой металлического порошка, плавясь и сплавляя его с предыдущим слоем.

EBM считается более точным, чем DED, и подходит для небольших сложных деталей. Примечательно, что процесс EBM происходит в вакууме и при высокой температуре. Это приводит к минимальным остаточным напряжениям в деталях, напечатанных на 3D-принтере, что также означает, что детали не требуют последующей термообработки.

В 2013 году Arcam выпустила две машины AM, Arcam Q10 и Arcam Q20, нацеленные на производство ортопедических имплантатов и аэрокосмическую промышленность соответственно. Arcam Q20 специально разработан для работы со сплавом Ti6Al4V.

Arcam также выпустила 3D-принтер Arcam Spectra H, способный печатать новые склонные к образованию трещин титановые сплавы, такие как алюминид титана.

Селективное лазерное плавление

Подобно EBM, SLM представляет собой процесс плавления в слое порошка, хотя он использует лазерный луч вместо электронного луча для плавления и сплавления слоев металлического порошка. Толщина одного слоя в процессе SLM может достигать 20 микрон, что делает эту технологию намного более точной по сравнению с DED и EBM.

Применение титановой 3D-печати

Aerospace доминирует в ключевых областях применения титановой 3D-печати. Тем не менее, другие отрасли, такие как медицина, автоспорт, химическая и морская промышленность, также начинают исследовать технологию производства титановых компонентов.

Аэрокосмическая промышленность

Для аэрокосмических компаний 3D-печать титаном помогает снизить вес высоконагруженных конструкций, что делает его чрезвычайно подходящим для реактивных двигателей, газовых турбин и многих компонентов планера.

Многие из крупнейших аэрокосмических компаний используют титановые детали, напечатанные на 3D-принтере, в свои самолеты.

Liebherr-Aerospace & Transportation SAS

Используя титановую 3D-печать, компания Liebherr снизила вес кронштейна на 29% и повысила его жесткость [Изображение предоставлено Liebherr Aerospace]

Например, поставщик аэрокосмической отрасли Liebherr-Aerospace & Transportation SAS начал серийное производство кронштейна Напечатанные на 3D-принтере кронштейны передней опоры шасси из титана для Airbus A350 XWB ранее в этом году.Эти кронштейны станут первыми деталями Airbus, которые будут производиться из титана, напечатанного на 3D-принтере.

Boeing и Norsk Titanium

Компания Boeing также сделала ставку на 3D-печать из титана. С 2015 года Boeing в партнерстве с норвежской компанией по 3D-печати металла Norsk Titanium занимается производством крупных конструкционных титановых компонентов для 787 Dreamliner. В 2017 году они прошли квалификацию FAA для безымянной титановой детали, изготовленной с помощью запатентованной технологии Norsk Rapid Plasma Deposition (RPD).
Деталь Norsk Titanium, напечатанная и обработанная на 3D-принтере [Изображение предоставлено: Norsk Titanium]

Основываясь на процессе DED, RDP использует титановую проволоку с плазменными горелками для печати больших титановых конструктивных элементов. Сообщается, что эта технология в 50-100 раз быстрее, чем системы на основе порошка, и использует на 25-50% меньше титана, чем процессы ковки. Ускорение сроков выполнения заказа и сокращение отходов материалов могут сэкономить Boeing до 3 миллионов долларов на один самолет.

В настоящее время 3D-печать титаном изучается в основном для небольших компонентов самолетов, таких как кронштейны и корпуса.Однако в будущем его использование может расшириться на гораздо более крупные структурные компоненты, чему способствует экономия веса, стоимости и времени разработки.

Медицинский

Титан нетоксичен, обладает высокой прочностью и устойчивостью к коррозии, что делает его привлекательным материалом для ортопедических и дентальных имплантатов.

При использовании 3D-печати производители медицинского оборудования могут создавать имплантаты со сложной пористой структурой. Примечательно, что эти структуры имитируют структуру костей человека, поэтому костные клетки распознают ее как основу, через которую они могут расти.

Титановые спинномозговые имплантаты Osseus
Устройство для межтелового спондилодеза Osseus, изготовленное с использованием титановой 3D-печати [Изображение предоставлено: Osseus]

Одной из компаний, разрабатывающих такие устройства, является американская Osseus Fusion System. Его титановые спинномозговые имплантаты, напечатанные на 3D-принтере, называемые Aries-L Interbody Fusion Devices, имеют запатентованную многоосевую сетку и оптимизированную топологию микроповерхностей, что позволяет костям быстрее срастаться. Чтобы сделать такие сложные функции возможными, Osseus печатает свои устройства Aries на сертифицированном FDA 3D-принтере SLM.

Использование титановой 3D-печати для ортопедических устройств, таких как имплантаты позвоночника, бедра и колена, растет. Согласно недавнему отчету Smartech, к 2020 году медицинские применения титана, напечатанного на 3D-принтере, будут составлять около 274000 кг титана. Это дает очень хорошие перспективы для 3D-печати титаном в медицинской промышленности.

Автомобилестроение и автоспорт

Титановый тормозной суппорт Bugatti

[Изображение предоставлено Bugatti]

По сравнению с аэрокосмической и медицинской отраслью автомобильная промышленность не так быстро внедрила титановую 3D-печать.Несмотря на те же преимущества, потребительский автомобильный рынок очень чувствителен к затратам, что ограничивает использование этого дорогостоящего материала в большинстве автомобилей.

В настоящее время детали, напечатанные на 3D-принтере из титана, можно найти в гоночных автомобилях и автомобилях класса люкс, где вес и производительность являются важными факторами.

Одним из наиболее ярких примеров использования титановой 3D-печати в автомобилестроении является тормозной суппорт Bugatti, разработанный для его суперкара Bugatti Chiron.

Тормозной суппорт, являющийся неотъемлемой частью тормозной системы, имеет размеры 41 x 21 x 13.6 см и был напечатан на 3D-принтере за 45 часов с использованием технологии SLM. Говорят, что готовая деталь примерно на 40% легче, чем обработанная алюминиевая альтернатива.

В прошлом году компания успешно испытала тормозной суппорт, доказав, что он может соответствовать экстремальным требованиям по прочности, жесткости и температуре.

В дополнение к тормозному суппорту Bugatti использовала титановую 3D-печать при производстве активного кронштейна спойлера. В сотрудничестве с Siemens деталь была оптимизирована для снижения веса при сохранении прочности, что привело к снижению веса на 53% и повышению жесткости.

Титановые диски HRE, напечатанные на 3D-принтере

[Изображение предоставлено HRE]

Американский производитель колесных дисков HRE — еще одна компания, которая извлекает выгоду из 3D-печати на титане. Основная цель HRE заключалась в том, чтобы уменьшить количество материала, расходуемого впустую при производстве колесных дисков.

Используя технологию EBM, HRE 3D напечатал обод колеса сложной формы и добился снижения веса на 19%.

При использовании традиционных методов производства для этого применения отходы материалов могут достигать 80%.HRE утверждает, что в случае 3D-печати потери материала не превышают 5%.

Компания HRE считает обод колеса скорее технологической демонстрацией, чем коммерческим продуктом. Тем не менее, этот проект дает представление о том, что ждет дизайн и производство колес в будущем.

Титан 3D-печать и автоспорт

В автоспорте 3D-печать титаном играет «критически важную стратегическую роль» в производстве высокопроизводительных и легких транспортных средств, в том числе гоночных.

Один из примеров поступил от студенческой команды Oxford Brookes Formula. В сотрудничестве с Центром производственных технологий Великобритании (MTC) команда переработала стойки автомобиля и изготовила их с использованием технологии EBM. Благодаря этому процессу команда смогла снизить вес на 50%.

Проблемы 3D-печати титаном

Несмотря на преимущества 3D-печати титаном, необходимо учитывать несколько проблем.

Во-первых, это необходимость разработки стандартов использования титана с аддитивными технологиями. Некоторые компании уже делают шаги в этом направлении. В 2018 году Boeing и Oerlikon подписали пятилетнее партнерство, направленное на стандартизацию 3D-печати на титане и обеспечение соответствия печатных компонентов требованиям FAA и DoD к полетам.

Вторая проблема заключается в высокой стоимости титановых порошков. Например, стоимость титанового порошка, оптимизированного для 3D-печати, составляет от 300 до 600 долларов.

Чтобы снизить фактическую стоимость материала на килограмм титана, некоторые производители порошка разработали альтернативные методы производства порошка. Канадская компания PyroGenesis, например, использует систему плазменного распыления NexGen ™, которая производит металлический порошок, включая титан, со скоростью более 25 кг / ч. Более высокие темпы производства позволяют компании производить титан по конкурентоспособным ценам.

Британская компания Metalysis разработала еще один метод производства порошка, который может снизить цены на титан.В этом методе используется форма электролиза для преобразования сырого оксида титана в порошок титана. Ключевые преимущества этой технологии заключаются в ее экологичности и низкой стоимости по сравнению с традиционными методами производства порошков.

В сентябре 2018 года компания Metalysis начала коммерческое производство титановых порошков в дополнение к другим сплавам, рассчитывая поставлять от 10 до 100 тонн металлических порошков в год.

Если новые методы производства титанового порошка смогут реализовать свой потенциал, средняя цена одного кг титана может снизиться на 17% к 2024 году, согласно анализу SmarTech.

Титановая 3D-печать: выигрышная комбинация

Титановая 3D-печать стала ценной технологией в аэрокосмической, медицинской и автомобильной промышленности. Основная причина этого — выигрышное сочетание превосходных свойств титана и способности 3D-печати сокращать отходы и создавать сложные и легкие конструкции.

В будущем, по мере того, как стоимость титана снижается и открываются новые возможности, 3D-печать титаном станет отличной производственной альтернативой для гораздо более широкого круга отраслей.

Поставка титана — лист, плита, пруток, трубка, проволока, фольга

Поставка решений для стандартных и нестандартных запросов из технически чистого титана и титановых сплавов. Если вам требуется небольшое количество или необычный размер, мы можем использовать наш инвентарь или источник из нашей обширной сети складских запасов, производителей и переработчиков. metalmen предлагает решения для стандартных и нестандартных задач из технически чистого титана и титановых сплавов.Если вам требуется небольшое количество или необычный размер, мы можем использовать наш инвентарь или источник из нашей обширной сети складских запасов, производителей и переработчиков.

Имея в вашем распоряжении более 100 лет совокупного опыта на рынке, мы можем оценить жизнеспособность и создать встречные предложения на ваше рассмотрение. Обратите внимание, мы не инженеры — мы маркетологи. Более 30 лет мы предоставляем варианты и расценки, когда другие дистрибьюторы не могут.

Напишите нам сегодня, чтобы получить быстрое и понятное предложение по электронной почте на понятном языке, подтверждающее наши обязательства перед вами.Для беспроблемного обслуживания клиентов, напишите по электронной почте metalmen или позвоните по телефону 800 767 9494 сегодня!

Титан (Ti)
Титан подразделяется на технически чистый титан (Ti) и титановые сплавы. Эти металлы легкие, прочные, устойчивые к коррозии и легко обрабатываются, как нержавеющая сталь. Легирование титана другими металлами увеличивает его прочность. Легированный Ti используется в самолетах, космических кораблях, клюшках для гольфа, велосипедах, костылях и других компонентах.

Технически чистый Ti
Титановые сплавы
- 6AL — 4V (Grade 5)
- 6AL — 4V ELI (Grade23)
- 3AL — 2.5V (Grade 9)

Коммерчески чистый титан
CP Титан имеет меньшее тепловое расширение и усадку, чем нержавеющая сталь. Он уже много лет используется в медицине. Примеры медицинских устройств включают: заменяемые детали суставов, зубные имплантаты, корпуса кардиостимуляторов и хирургические инструменты.CP Ti экологически безопасен, так как не выделяет токсичные ионы тяжелых металлов в результате коррозии. Он не образует трещин и не подвержен коррозии под напряжением. Он разбит на четыре класса.

Сорт 1
Титан Сорт 1 является наиболее пластичным из марок титана. Он имеет высочайшую формуемость, превосходную коррозионную стойкость и высокую ударную вязкость. Чаще всего он выпускается в виде листов и пластин. Он в основном используется для приложений, где необходима формуемость.Эти приложения включают: архитектуру, медицинскую промышленность, морскую промышленность, автозапчасти, конструкции планера и химическую обработку.

Grade 2
Титан Grade 2 немного прочнее, чем Grade 1, но в остальном обладает многими теми же качествами. Он также устойчив к коррозии. Марка 2 известна своей свариваемостью. Как и все другие марки титана, он также прочен. Он не теряет своей прочности при деформации, что делает его очень пластичным и пластичным. Ti марки 2 обычно закупается в виде стержней, труб, труб, листов и пластин.Типы приложений, для которых используется Grade 2, включают: архитектуру, производство электроэнергии, медицинскую промышленность, обшивку планера, химическую обработку, морскую промышленность и переработку углеводородов.

Сорт 3
Титан Сорт 3 является наименее используемой из марок. Он прочнее, чем классы 1 и 2, аналогичен по пластичности, немного менее пластичен, но имеет более высокие механические характеристики, чем классы 1 и 2. Если ваше приложение требует средней прочности, но высокой коррозионной стойкости, вам понадобится класс 3. использовать.Области применения Grade 3 включают: химическую обработку, медицинскую и морскую промышленность, а также аэрокосмические конструкции.

Grade 4
Титан Grade 4 — самый прочный из чистых марок титана. Он известен своей коррозионной стойкостью, хорошей формуемостью и свариваемостью. Класс 4 используется для применений, где требуется высокая прочность. Эти приложения включают: теплообменники, хирургическое оборудование, криогенные сосуды и компоненты планера.

6Al 4V (Grade 5)
Титан Grade 5, также известный как 6AI-4V, является наиболее часто используемым титановым сплавом.Его можно подвергать термообработке для увеличения прочности. 5 класс — легкий и прочный. Он формуется и обладает высокой устойчивостью к коррозии. Его приложения используются в аэрокосмической, медицинской, морской и химической промышленности. Его можно использовать для изготовления таких предметов, как авиационные турбины, спортивное оборудование, морское оборудование, компоненты двигателей и высокопроизводительные автоматические детали.

Grade 7 (CP с добавкой Pd)

Titanium Grade 7 обладает превосходной свариваемостью и высокой производительностью. Он также является наиболее устойчивым к коррозии из всех титановых сплавов.Сорт 7 используется в химических процессах и производстве компонентов оборудования.

6AL-4EV ELI (класс 23)
Титан класса 23 очень пластичен. Он используется в медицине и стоматологии. Он легкий, устойчивый к коррозии и прочный. Его можно использовать в биомедицинских компонентах и сложных хирургических процедурах. Примеры включают: ортопедические кабели, штифты и винты, лигатурные зажимы, хирургические скобки, ортодонтические приспособления, криогенные сосуды, устройства для фиксации костей и пружины.

3AL-2.5V (Grade 9)
Титановый сплав 3AL-2.5V (Grade 9) по прочности находится между Grade 4 и Grade 5. Как и другие марки, он обладает фантастической стойкостью к коррозии. Он используется в аэрокосмической и промышленной отраслях. Уровень 9 можно использовать при более высоких температурах, чем первые четыре класса. Также он имеет хорошие элементы холодной прокатки. Он может использоваться в мягких окислительных средах и имеет хорошую свариваемость.

Поставка Ti для промышленного и коммерческого применения

Металлисты предлагает широкий ассортимент фольги, стержней, стержней, труб, труб, полос, рулонов, листов и пластина.У нас есть широкий ассортимент нестандартных ножниц и пил, которые можно разрезать по размеру. Наши опытные сотрудники предлагают решения, когда другие дистрибьюторы не могут или не хотят. Позвоните или напишите по электронной почте, чтобы получить четкое предложение по электронной почте на ваш почтовый ящик, отражающее наши обязательства по цене и срокам поставки. Мы одержимы своевременной доставкой. Обслуживание клиентов — наш главный приоритет.

Титановые сплавы

Коммерчески чистые марки

Имплантат

Класс	Спецификации AMS / MIL	Спецификации ASTM
Класс 1	AMS-T-902MS CP4 9036	ASTM B265 Gr1 Лист / пластина ASTM B337 Труба Gr1 ASTM B338 Труба Gr1 ASTM B348 Gr1 стержень ASTM F67 Gr1 Хирургический имплант
Grade 2	Grade 2 AMS-902 MIL-9036-B CP3 49036-B CP3 T-9046J CP3 AMS 4941 AMS 4942 AMS 4951 Сварочная проволока	ASTM B265 Gr2 Лист / пластина ASTM B337 Труба Gr2 ASTM B338 Труба Gr2 ASTM B348 Gr2 стержень ASTM F67 Gr2 хирургический имплантат	AMS-T-9046B CP2 AMS 4900 MIL-T-9046J CP2	ASTM B265 Gr3 Лист / пластина ASTM B337 Труба Gr3 ASTM B338 Труба Gr3 ASTM B348 Gr3 стержень ASTM F67 Gr3 хирургический
Класс 4	AMS-T-9046B CP1 AMS-T-9047A CP70 AMS 4901 AMS 4921 MIL-T-9046J CP1 MIL-T-9047G CP70	ASTM B265 Gr4 Лист / плита ASTM B337 труба ASTM B338 Gr4 трубка ASTM B348 Gr4 bar ASTM F67 Gr4 Хирургический имплант
Grade 7		ASTM B265 Gr7 Лист / пластина ASTM B337 Gr7 труба ASTM B338 Gr7 трубка2 ASTM B338 Gr7 трубка2

Альфа-бета титановые сплавы

Марка	Спецификации США	Спецификации ASTM
Класс 5 6Al-4V	AMS 4907 ELI AMS 4930 AMS ELI Duplex ann AMS 4963 AMS 4965 AMS 4967 AMS 4985 AMS 4991 AMS 6931 AMS 6932 MIL-T-9046J AB-1 MIL-T-9046J AB-2 (ELI) MIL-T- 9046H Тип 3 Comp C MIL-T-9046H Тип 3 Comp D 903 62 AMS-T-9046B AB-1 AMS-T-9046B AB-2 (ELI) MIL-T-9047G 6Al-4v MIL-T-9047G 6Al-4v (ELI) AMS-T-9047A 6Al- 4v AMS-T-9047A 6Al-4v (ELI)	ASTM B265 Gr5 Лист / пластина ASTM B348 Gr5 bar ASTM F136 Gr5 Implant Grade
Grade 9 3Al-2.5V	AMS 4943 AMS 4944 AMS 4945 AMS-T-9046B AB-5 AMS-T-9047A 3Al-2.5V MIL-T-9046J AB-5 MIL-T-9047 3Al-2.5V	ASTM B265 Gr6 Лист / пластина ASTM B348 Gr6 bar
Grade 23 6Al-4V ELI	AMS 4907 AMS 4930 AMS 6932 AMS-T-9046 AB-2 6AL-4V (ELMSI) T-9047 AB-2 6AL-4V (ELI) MIL-T-9046 AB-2 6AL-4V (ELI) MIL-T-9047 6AL-4V (ELI)	ASTM B265 Gr23 лист / пластина / полоса Пруток / заготовка ASTM B348 Gr23 ASTM F136 Gr23 Имплантат класса

Позвоните или отправьте запрос по электронной почте для получения бесплатного предложения сегодня

Позвоните нам по телефону 800-767-9494 .

Напишите нам по адресу [email protected]

Титан безопасен для человека, о биосовместимости

Как титан используется в корпусе

Пойдем дальше, посмотрим, как титан используется для костей и суставов.

Повреждения из-за боли в суставах и несчастного случая, сопровождающего ревматоидный артрит, возможно, вам придется использовать искусственные кости или искусственные суставы. Поскольку кости и части суставов нуждаются в прочности, недостаточно просто сказать, что это безопасные материалы.А что касается прочности, необходимо учитывать не только прочность самой себя, но и прочность суставной части с костью.

Реакции остеогенеза вокруг искусственных костей и суставов подразделяются на следующие категории.
(1) Образование интерстициальной кости: Толстая волокнистая ткань образуется на границе между искусственной костью и т.п. и костью.
② Контактный остеогенез: образование кости происходит в тесном контакте с искусственной костью и т.п.
③ Остеогенез с фиксацией: сформированная кость, искусственная кость и т. Д. Соединяются напрямую.

Титан фактически используется для имплантатов, заменяющих зубы. Титан прекрасно сочетается с челюстной костью.

Что касается металлических искусственных костей и т.п., нержавеющая сталь и т.п. классифицируется как образование интерстициальной кости, а титан классифицируется как контактный остеогенез.Титан плотно прикреплен к костной ткани на оптическом микроскопическом уровне (так называемая остеоинтеграция), но на электронно-микроскопическом уровне известно, что мягкие ткани существуют на границе с костью, и большинство металлических материалов являются биосовместимыми. не связывается напрямую с костью, как керамический материал.
Таким образом, на замену ушло от 10 до 15 лет, но в последние годы была разработана обработка поверхности, обеспечивающая надежное соединение с живыми костями, и долгое время открылся способ использования протезов.

Алюминий · разбавленная соляная кислота · термообработка на пористом теле титана образует слой анатаза и рутила, прочно связанный с поверхностью и перепутанный в виде сетки. Он вступает в реакцию с жидкостями организма и образует слои апатита, покрывающие их. Поскольку в живой кости он того же типа, что и апатит, он прочно сцепляется с костью и надолго стабилизируется.

Другими словами, он напрямую связывается с твердыми костями и объединяет их.
Можно сказать, что тело признало его другом.

Кроме того, керамические материалы, образующие соединительную костную ткань, не используются, поскольку они имеют проблемы с прочностью при использовании в искусственных суставах. Титан можно безопасно использовать в течение длительного периода времени даже для таких имплантированных в тело медицинских инструментов.

Аксессуары и прочие, даже украшения, которые вы прикрепляете непосредственно к телу, конечно, такого эффекта можно ожидать и можно сказать, что это очень надежный материал.Особенно серьги с проколами используются там, где используются проколы в теле, поэтому безопасность очень важна.
Металлы, ионизируемые потом, могут вызывать аллергию даже на вещи, которые используются в липких условиях, такие как кольца и ожерелья.

Между прочим, металлами, склонными к аллергии, являются ртуть, никель, кобальт, олово, палладий, хром, медь и т. Д. Однако, в зависимости от человека, следует проявлять осторожность, поскольку все другие металлы могут вызывать появление других металлов.

Даже в таких применениях титан остается превосходным и безопасным.

Причем, безопасные для тела изделия из титана одновременно демонстрируют другие характеристики, такие как легкость, прочность, ржавость и красота.

Что нужно знать о титановых ортопедических имплантатах

Что за это металл титан

Титан — свойства, характеристики, сплаты

Физические и механические свойства

Химические свойства

Способы получения

1. Магниетермический процесс.

2. Гидридно-кальциевый метод.

3. Электролизный метод.

4. Йодидный метод.

Применение титана

Простая английская Википедия, бесплатная энциклопедия

Что такое титан? (с иллюстрациями)

фактов о титане | Живая наука

Только факты

Элемент супергероя

Кто знал?

Диоксид титана

Текущее исследование

Дополнительные ресурсы

Титан —

Подключено к:

Из Википедии, свободной энциклопедии

Титановый клинок: маркетинговый трюк или технологический прорыв?

Губчатый металл с керамическими сферами не поддался болгарке и дрели

ТИТАН — это… Что такое ТИТАН?

производителей металлического титана | Поставщики металлического титана

Все о титановых металлах

Автомобилестроение

Аэрокосмическое производство

Титановый медицинский металл — лучший выбор — Supra Alloys

Медицинский титан

Преимущества медицинского титана

Применение медицинского титана

Хирургические титановые инструменты

Стоматологический титан

Будущее биомедицинского титана

Об авторе

Титан

Изготовлено из титана:

Обработанный титан:

Нитинол (никель-титановый сплав):

Прочие изделия из титана:

О титане (Ti)

Руководство по 3D-печати с использованием титана

Поставка титана — лист, плита, пруток, трубка, проволока, фольга

Титановые сплавы

Коммерчески чистые марки

Альфа-бета титановые сплавы

Титан безопасен для человека, о биосовместимости

Как титан используется в корпусе

Добавить комментарий Отменить ответ