1. Quin titani és el grau mèdic?
El titani de grau mèdic fa referència a aliatges de titani específics o titani pur que compleixen estrictes biocompatibilitat, resistència a la corrosió i estàndards de propietat mecànica per a ús en dispositius i implants mèdics. Els materials de titani de qualitat mèdica més comuns són:
Titani pur (Titani CP, grau 1, 2, 3, 4): Els graus 1-4 comercialment purs (CP) s’utilitzen en aplicacions mèdiques, sent el grau 2 el més adoptat. Ofereixen una excel·lent biocompatibilitat, resistència als líquids corporals i la ductilitat, fent-los adequats per a implants no carregats (per exemple, plaques dentals, clips) o components on es necessita flexibilitat.
Aliatges de titani (TI-6AL-4V Eli): Una versió modificada de l'aliatge TI-6AL-4V, "Eli" significa "intersticial extra baix". Ha reduït els nivells d’elements intersticials (per exemple, oxigen, carboni, nitrogen) per millorar la duresa i la biocompatibilitat. Aquest aliatge és l’estàndard d’or per a implants portadors de càrrega (per exemple, reemplaçaments de maluc i genoll, maquinari espinal) a causa de la seva elevada proporció de força a pes i resistència a la fatiga.
Aquests materials estan certificats per òrgans reguladors (per exemple, FDA, ISO) per assegurar -se que no reaccionen perjudicalment amb el teixit humà ni els líquids corporals.
2. Quin tipus de titani s’utilitza per a implants mèdics?
Els materials de titani primaris utilitzats en implants mèdics són:
Ti-6al-4v eli: Com s'ha esmentat, aquest aliatge és dominant per als implants de càrrega (per exemple, tiges de maluc, pròtesis de genoll, cargols d'os). La seva combinació d’alta resistència a la tracció (~ 860 MPa), resistència a la fatiga i biocompatibilitat la fa ideal per suportar les tensions mecàniques del moviment diari.
Titani comercialment pur (CP) (graus 2 i 4): El titani CP de grau 2 s'utilitza per a aplicacions que no porten carregades, com ara implants dentals, carcasses de marcapasos i instruments quirúrgics, gràcies a la seva ductilitat i resistència a la corrosió. El grau 4, més fort que el grau 2, s'utilitza per a papers lleugerament més exigents, com ara plaques òssies.
Aliatges beta de titani (per exemple, TI-13NB-13Zr, TI-6AL-7NB): Aquests aliatges ofereixen una biocompatibilitat millorada (el risc reduït de reaccions al·lèrgiques en comparació amb aliatges que contenen vanadi com Ti-6al-4V) i s’utilitzen en implants especialitzats, inclosos els dispositius dentals i ortopèdics, on la compatibilitat de teixits millorat és crítica.
3. Quin és el grau més alt de titani?
El "grau" del titani es refereix normalment a la puresa (per a la composició de cp) o a la composició d'aliatge, amb qualificacions superiors sovint indiquen una major resistència o propietats específiques. Tot i això, no hi ha cap "grau més alt", ja que depèn del context:
Per a titani comercialment pur (CP): Les notes oscil·len entre 1 i 4, amb qualificacions superiors amb un contingut més elevat d’oxigen i, per tant, una major força. El grau 4 és el titani CP més fort (resistència a la tracció ~ 485 MPa), però menys dúctil que les qualificacions inferiors.
Per a aliatges de titani: La força varia segons l’aliatge. Per exemple:
Ti-6al-4V (recorregut) té una resistència a la tracció de ~ 860 mPa.
El TI-10V-2FE-3AL, un aliatge beta de gran resistència, pot arribar a les forces de tracció de ~ 1.100-1.200 MPa, convertint-lo en un dels aliatges de titani més forts. S'utilitza en aplicacions aeroespacials i d'alt rendiment on es requereix força extrema.
Així, els aliatges beta de Ti-10V-2Fe-3al i similars de gran resistència són sovint considerats el "grau més alt" en termes de resistència mecànica.
4. Es pot rovell de titani?
No, el titani no s’oxida en el sentit tradicional. El rovell fa referència específicament a l’oxidació del ferro (formant òxid de ferro). Tot i això, titanifaoxidar, però aquest procés crea una capa protectora que impedeixi una corrosió addicional:
Quan s’exposa a l’aire o l’aigua, el titani forma una capa d’òxid fina i densa (diòxid de titani, tio₂) a la seva superfície. Aquesta capa està autocorreguda, si es ratlla, es reforma ràpidament, bloquejant l’oxigen i la humitat d’arribar al metall subjacent.
Aquesta passivació fa que el titani sigui altament resistent a la corrosió en la majoria d’ambients, inclosos l’aigua salada, els àcids i els líquids corporals (un motiu clau per al seu ús en implants mèdics i aplicacions marines).
Si bé el titani no s’oxida, pot corroir -se en condicions extremes, com en l’àcid concentrat, clorhídric o sulfúric, o en ambients amb nivells elevats de fluorurs (per exemple, alguns productes químics industrials). Aquests escenaris són rars i la resistència a la corrosió del titani segueix sent molt superior a la majoria de metalls, inclosos l’acer i l’alumini.
