生物医用钛合金分类及性能

生物医用钛合金按材料显微组织类型可分为α型、α+β型和β型钛合金三类。目前临床广泛使用的材料仍以纯钛和Ti-6Al-4V合金为主，但β型钛合金由于更低的弹性模量和更好的生物相容性已成为该领域的研究热点，是最有应用前景的生物医用钛合金。

可以看出, 第二代生物医用钛合金弹性模量明显比一代低 ,合金设计时Nb含量有增加的趋势且都是β型钛合金, Ti-35Nb-7Zr-5Ta 和Ti-29Nb-13Ta-7.1Zr合金具有低的弹性模量55MPa, 与人体骨的弹性模量最接近。因此开发较低弹性模量的生物医用β型钛合金已成为该领域的研究热点。目前国内外研究最为广泛的生物医用超弹性β钛合金是Ti-Nb系超弹性β钛合。

钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属，钛合金具有密度低、比强度高、耐蚀性好、导热率低、可焊接、生物相容性好、表面可装饰性强等特性，广泛应用于航空、航天、化工、石油、电力、医疗、建筑、体育用品、家居生活等领域。世界上许多国家都已经认识到钛合金材料的重要性，相继对其进行研究开发，并得到了实际应用。

那么，钛金属具有诸多优点，那么钛金属的具体用途都有哪些呢？

航空航天：喷气发动机部件、机身部件、火箭、人造卫星等部件；

化学、石油化工和一般工业：尿素、乙酸、丙酮，苏打，表面处理，冶金，环保；

发电和海水淡化：核电、火电、地热发电、蒸发式海水淡化装置；

海洋开发和能源：石油天然气开采，石油精炼、LNG，深海艇、海洋温差发电，水产养殖，核废物处理/再处理/浓缩 ；

建筑：屋顶、大厦外装、港湾设施、桥梁、海底隧道等；

交通运输设备：汽车部件，船用部件，铁路等；

医疗：人造骨骼、牙齿、心脏支架等 (钛在医疗领域有着广泛的应用。钛与人体骨骼接近，对人体组织具有良好的生物相容性、无副作用。人体植入物是与人的生命和健康密切相关的特殊的功能材料。同其它金属材料相比较，使用钛及钛合金的优势主要有质轻、弹性模量低、无磁性、抗腐蚀性、强度高、韧性好)；

体育用品：自行车、登山杖、高尔夫球杆等体育娱乐用品；

家居生活：钛锅、钛餐具、钛茶具、钛保温杯、钛电热水壶等。

中国已成为全球的钛金属生产国和消费国之一，可见，钛市场的前景比较光明。

钛的缺点是难于提炼。主要是因为钛在高温下化合能力极强，可以与氧、碳、氮以及其他许多元素化合。因此，不论在冶炼或者铸造的时候，人们都小心地防止这些元素“侵袭”钛。在冶炼钛的时候，空气与水当然是严格禁止接近的，甚至连冶金上常用的氧化铝坩埚也禁止使用，因为钛会从氧化铝里夺取氧。人们利用镁与钛在惰性气体——氦气或氩气中相作用，来提炼钛。人们利用钛在高温下化合能力极强的特点，在炼钢的时候，氮很容易溶解在钢水里， 当钢锭冷却的时候，钢锭中就形成气泡，影响钢的质量。所以炼钢工人往钢水里加进金属钛，使它与氮化合，变成炉渣一—氮化钛，浮在钢水表面，这样钢锭就比较纯净了。