為什麼要用鈦合金做醫療器械材料

⑴ 為什麼用鈦合金製作「人造骨骼」

鈦合金因具有強度高、耐蝕性好、耐熱性，無毒、質量輕、且具有優良的生物相容性，所以是非常理想的醫用金屬材料。

⑵ 鈦是稀有金屬嗎有什麼性質和用途

鈦是一種過渡金屬，在過去一段時間內人們一直認為它是一種稀有金屬。從20世紀40年代以後，鈦及其化合物被廣泛應用於飛機、火箭、導彈、人造衛星、宇宙飛船、艦艇、軍工、醫療以及石油化工等領域；因為鈦具有熔點高、硬度大、可塑性強、密度小、耐腐蝕等優點；鈦外觀似鋼，具有銀灰光譯。鈦的強度大，鈦合金抗拉強度達180kg/mm3。鈦的特性是密度小(4.51g/cm3），硬度大，熔點高(1675℃），高純度鈦具有良好的可塑性,但當有雜質存在時變得脆而硬。在室溫時鈦不與氯氣、稀硫酸、稀鹽酸和硝酸作用，但能被氫氟酸、磷酸、熔融鹼侵蝕。鈦很容易溶解於H2SO4中，鈦最突出的性能是對海水的抗腐蝕性很強．鈦在地殼中約占總重量的0.42%,在金屬世界裡排行第七,含鈦的礦物多達70多種．目前鈦的用途發展很快，已被廣泛應用於飛機、火箭、導彈、人造衛星、宇宙飛船、艦艇、軍工、輕工、化工、紡織、醫療以及石油化工等領域。
極細的鈦粉，是火箭的好燃料；鈦的抗腐蝕能力，比常用的不銹鋼強15倍,使用壽命比不銹鋼長10倍以上。鈦在外科醫療手術上的應用，也非常引人入勝。目前，外科接骨是用不銹鋼，使用不銹鋼有一個缺點，就是接骨癒合之後，要把不銹鋼片再取出來，這是件十分痛苦的事。不然,不銹鋼會因生銹而對人體產生危害。如果改用鈦制的「人造骨胳」將使骨科技術完全改觀。在頭損壞的地方,用鈦片與鈦螺絲釘，過了幾個月，骨頭就會重新生長在鈦片的小孔與螺絲里,新的肌肉纖維就包在鈦的薄片上，鈦骨骼宛如真正的骨骼一樣和血肉相聯，起到支撐和加固作用,所以,鈦被人們贊譽為「親生物金屬」。現在它已開始應用於膝關節、肩關節、肋關節、頭蓋骨、主動心瓣、骨骼固定夾等方面。
在煉鋼工業中，少量鈦是良好的脫氧、除氮及除硫劑。 二氧比鈦是一種寶貴的白色顏料，叫鈦白。鈦白兼有鉛白的掩蓋性能和鋅白的持久性能，它是世界上最白的物質之一，而且鈦白無毒。現在每年用做顏料的二氧化鈦有幾十萬噸。
由於二氧化鈦具有高熔點的性質，常被用來製造耐火玻璃、釉料、琺琅、陶土、耐高溫的實驗器皿等。
四氯化鈦在濕空氣中會冒出大量白煙。由於它具有這種特性,在軍事上常用它作為人造煙霧劑。特別是在海洋上，水汽多，一放四氯化鈦，濃煙就象一道白色的長城,擋住了敵人的視線。
鈦酸鋇晶體被廣泛應用於超聲波儀器和水底探測器中。這是因為具有受壓斬改變形狀時，會產生電流；一旦通電又會改變形狀。把鈦酸鋇放在超聲波中，它受壓便會產生電流，由它所產生的電流的大小可以測知超聲波的強弱；相反，用高頻電流通過它，則可以產生超聲波。
在用金色裝飾工藝品和日用品中，由於它們的硬度低、容易刺破和磨損，不能耐久。當在這些物質的表面鍍一層氮化鈦時，外觀幾乎和黃金的鍍層一模一樣，而比黃金以及硬質合金更耐磨，這種鍍層被譽為具有「永不磨損性」。
有機鈦聚合物，可用作表面活性劑、分散劑、抗水劑或防銹劑。
目前人類使用的四個系列的貯氫金屬中，鈦系是其中一種，也是比較便宜的一種，但目前人類還沒有找到更理想的「貯氫金屬」，一旦這個問題解決了，人們就可以用氫做燃料。
「鈦飛機」可以減輕機體重量5噸，多載乘客100多名。在新型噴氣發動機中，鈦合金已佔整個發動機重量的18～25％；在最新出現的超音速飛機上，鈦的使用量幾乎佔到整個機體結構總重量的95％，所以，如果沒有鈦合金就很難發展目前的超音速飛機。
用鈦製造的潛艇，不僅比鋼制潛艇經久耐用，而且可以潛入更大的深度，鈦潛艇可以下潛到4500米以下，這是鋼制潛艇無法逾越的界限。用鈦製造軍艦、輪船，不用塗漆，在海水中航行幾年也不會生銹。由於鈦不是鐵磁體物質，不會被磁水雷發現，這點在軍事上特別重要，如果沒有鈦煉成的耐熱鋼，目前使用的常規武器步槍和機槍的壽命也只能是最初的4.5秒。
利用鈦和鋯對空氣的強大吸收力，可以除去空氣，造成真空。用鈦鋯合金製成的真空泵，可以把空氣抽到只剩下十億分之一。
鈦鈮合金是理想的超導材料。清華大學利用光學干涉原理和離子氮化鈦處理製成了畫面清晰、層次分明的山川水墨畫。
在目前使用的最常見的兩種不銹鋼中，鉻鎳鈦18－8－1型（含鉻18%、鎳8%、鈦1%)是工業上最常用的。
碳化鈦（TiC）頗象碳化鐵，具有金屬光澤。可它比碳化鐵具有更高的熔點和更高的硬度。所以,它有著實際應用價值。
用鈦制器皿保存的食物，色、香、味經久不衰；鈦制炊具既輕巧,又不會生銹，最合科學衛生。
用鈦合金製成的高壓容器，能夠耐受2500個大氣壓的高壓。
鈦和鎳組成的合金，被成為「記憶合金」。這種合金製成預先確定的形狀,再經定型處理後,若受外力變形，只要稍微加熱便可恢復原來的面貌。這種合金目前已在不少領域得到應用。如美國阿波羅號飛船上用的天線，就是這種記憶合金；上海第一醫學院附屬第九人民醫院已將這種記憶合金用於婦女絕育手術中；另外還可用於儀表、電子裝置等領域。
現在，對鈦的廣泛使用最大障礙是鈦很難冶煉。因為鈦的熔點很高,冶煉鈦就要在更高的溫度下進行,而在高溫下鈦的化學性質又變得很活潑，因此冶煉要在惰性氣體保護下進行,還要不使用含氧材料，這就對冶煉設備、工藝提出了很高的要求。目前冶煉的鈦70%左右用在製造飛機、導彈、宇宙飛船、人造衛星等方面。
金屬鈦的前程無量,所以鈦被授予「21世紀金屬」的稱號。

⑶ 鈦合金對人體的好處

鈦合金是以鈦為基加入其他元素組成的合金。鈦有兩種同質異晶體：882℃以下為密排六方結構α鈦，882℃以上為體心立方的β鈦。合金元素根據它們對相變溫度的影響可分為三類：①穩定α相、提高相轉變溫度的元素為α穩定元素,有鋁、碳、氧和氮等。其中鋁是鈦合金主要合金元素，它對提高合金的常溫和高溫強度、降低比重、增加彈性模量有明顯效果。②穩定β相、降低相變溫度的元素為β穩定元素，又可分同晶型和共析型二種。前者有鉬、鈮、釩等；後者有鉻、錳、銅、鐵、硅等。③對相變溫度影響不大的元素為中性元素，有鋯、錫等。
氧、氮、碳和氫是鈦合金的主要雜質。氧和氮在α相中有較大的溶解度,對鈦合金有顯著強化效果,但卻使塑性下降。通常規定鈦中氧和氮的含量分別在0.15～0.2％和0.04～0.05％以下。氫在α相中溶解度很小,鈦合金中溶解過多的氫會產生氫化物，使合金變脆。通常鈦合金中氫含量控制在 0.015％以下。氫在鈦中的溶解是可逆的，可以用真空退火除去。 鈦合金具有強度高而密度又小，機械性能好，韌性和抗蝕性能很好。另外，鈦合金的工藝性能差，切削加工困難，在熱加工中，非常容易吸收氫氧氮碳等雜質。還有抗磨性差，生產工藝復雜。鈦的工業化生產是1948年開始的。航空工業發展的需要，使鈦工業以平均每年約 8％的增長速度發展。目前世界鈦合金加工材年產量已達4萬余噸,鈦合金牌號近30種。使用最廣泛的鈦合金是Ti-6Al-4V(TC4),Ti-5Al-2.5Sn(TA7)和工業純鈦（TA1、TA2和TA3）。
鈦合金主要用於製作飛機發動機壓氣機部件，其次為火箭、導彈和高速飛機的結構件。60年代中期，鈦及其合金已在一般工業中應用，用於製作電解工業的電極，發電站的冷凝器，石油精煉和海水淡化的加熱器以及環境污染控制裝置等。鈦及其合金已成為一種耐蝕結構材料。此外還用於生產貯氫材料和形狀記憶合金等。
中國於1956年開始鈦和鈦合金研究；60年代中期開始鈦材的工業化生產並研製成TB2合金。
鈦合金是航空航天工業中使用的一種新的重要結構材料，比重、強度和使用溫度介於鋁和鋼之間，但比強度高並具有優異的抗海水腐蝕性能和超低溫性能。1950年美國首次在F-84戰斗轟炸機上用作後機身隔熱板、導風罩、機尾罩等非承力構件。60年代開始鈦合金的使用部位從後機身移向中機身、部分地代替結構鋼製造隔框、梁、襟翼滑軌等重要承力構件。鈦合金在軍用飛機中的用量迅速增加，達到飛機結構重量的20％～25％。70年代起，民用機開始大量使用鈦合金，如波音747客機用鈦量達3640公斤以上。馬赫數小於 2.5的飛機用鈦主要是為了代替鋼，以減輕結構重量。又如，美國SR-71 高空高速偵察機(飛行馬赫數為3，飛行高度26212米)，鈦占飛機結構重量的93％，號稱「全鈦」飛機。當航空發動機的推重比從4～6提高到8～10，壓氣機出口溫度相應地從200～300°C增加到500～600°C時，原來用鋁製造的低壓壓氣機盤和葉片就必須改用鈦合金，或用鈦合金代替不銹鋼製造高壓壓氣機盤和葉片，以減輕結構重量。70年代，鈦合金在航空發動機中的用量一般占結構總重量的20％～30％，主要用於製造壓氣機部件，如鍛造鈦風扇、壓氣機盤和葉片、鑄鈦壓氣機機匣、中介機匣、軸承殼體等。航天器主要利用鈦合金的高比強度，耐腐蝕和耐低溫性能來製造各種壓力容器、燃料貯箱、緊固件、儀器綁帶、構架和火箭殼體。人造地球衛星、登月艙、載人飛船和太空梭 也都使用鈦合金板材焊接件。

⑷ 所謂的鈦金是一種什麼材料什麼顏色

鈦金一般為銀灰色，金屬和合金一般不是銀白色就是銀灰色，如圖：
純鈦和鈦合金（俗稱鈦金）質地堅硬，重量較輕，可以抵制侵蝕。一般來說，鈦金主要用於工程和航空產業。純鈦和鈦合金也是在近來才用作珠寶並且其流行指數處於上升狀態。
現今中國市場上已經有純鈦首飾，但是真的較少，市面上主要為的ti316l是含鈦的金屬，並非純鈦。
鈦元素發現於18世紀末，1791年英國化學愛好者w.格雷戈爾(gregor)在礦物中發現一種未知新元素。1795年德國化學家m.h.克拉普魯斯(klaproth)在研究金紅石(tio2)時發現了該元素，他用希臘神話中大地之子泰坦（titan）的名字來命名（中文按它原文名稱的譯音，定名為鈦）。在古希臘，「泰坦精神」就是勇往直前的同義詞，用titanium的名字來命名表示金屬鈦所具有的天然強度。
鈦金又叫太空金屬，具有未來的特質，質地堅韌、耐腐蝕、銀亮、不會變黑、對任何人不過敏，是唯一對人類植物神經沒有任何影響的金屬。它特有的銀灰色調不論是高拋光、絲光、啞光都有很好的表現，除金、銀以外最適合的首飾材料，市場上俗稱鈦金。
鈦合金廣泛地應用於醫學領域，鈦金具有穩定的化學性質和極佳的生物相容性，在人體內，能抵抗分泌物的腐蝕且無毒，對任何殺菌方法都適應。因為酒店鈦金製品有著耐腐蝕性、穩定性高的特點，在物質和它接觸的時候，不會產生化學反應。

⑸ 飛機外殼和噴氣發動機為什麼要用鎳鈦合金材料

飛機上用這種材料，
是因為這種材料非常的硬，
而且質量又很輕，非常適用。

⑹ 醫用手術刀的材料是不銹鋼還是鈦合金

手術刀是不可能用鈦合金的。

鈦合金這種金屬很貴，做手術刀大專材小用。屬而且手術刀就是切肉的，鋼片也就夠了，為什麼要用鈦合金？而且鋼制手術刀能比鈦合金的重多少？這幾克的重量不會影響到醫生的水平發揮的。

手術刀的刀片不是不銹鋼，也不是鈦合金，而是普通的高碳鋼。首先，不銹鋼雖然不生銹，但是並不適合做刀具，因為打磨出來的刀刃不夠鋒利。所以一般就是高碳鋼。高碳鋼雖然容易生銹，但是手術刀屬於一次性物品，為了衛生的考慮用完就扔了，所以防銹對於手術刀來講意義不大。鈦合金的成本那麼高，怎麼可能用來製作一次性手術刀？用完就扔多貴啊？而且鈦合金也不適合做刀具，因為鈦合金不能淬火，並且鈦合金很難打磨。這個世界上也有用鈦合金做的刀，不過那都是奢侈品，而手術刀是不可能用那麼奢侈的東西製作的，那樣的話看病就更難了，老百姓誰還敢去醫院？

刀柄的材料很多，我所見過的又不銹鋼刀柄，有鋁制刀柄，有塑料刀柄。刀柄這個東西就是個把手，只要能手拿，用紙卷一個也未嘗不可。

⑺ 鈦合金對人體有害嗎

沒有。

鈦具有「親生物「』性。在人體內，能抵抗分泌物的腐蝕且無毒，對任何殺菌方法都適應。因此被廣泛用於制醫療器械，制人造髖關節、膝關節、肩關節、脅關節、頭蓋骨，主動心瓣、骨骼固定夾。當新的肌肉纖維環包在這些「鈦骨」上時，這些鈦骨就開始維系著人體的正常活動。

鈦在人體中分布廣泛，正常人體中的含量為每70kg體重不超過15mg，其作用尚不清楚。但鈦能刺激吞噬細胞，使免疫力增強這一作用已被證實。

鈦合金的優點：

1、強度高，鈦合金的密度一般在4.51g/立方厘米左右，僅為鋼的60%，純鈦的密度才接近普通鋼的密度，一些高強度鈦合金超過了許多合金結構鋼的強度。

2、熱強度高，使用溫度比鋁合金高幾網路，在中等溫度下仍能保持所要求的強度,可在450～500℃的溫度下長期工作這兩類鈦合金在150℃～500℃范圍內仍有很高的比強度，而鋁合金在150℃時比強度明顯下降。鈦合金的工作溫度可達500℃，鋁合金則在200℃以下。

3、抗蝕性好，鈦合金在潮濕的大氣和海水介質中工作，其抗蝕性遠優於不銹鋼；對點蝕、酸蝕、應力腐蝕的抵抗力特別強；對鹼、氯化物、氯的有機物品、硝酸、硫酸等有優良的抗腐蝕能力。但鈦對具有還原性氧及鉻鹽介質的抗蝕性差。

以上內容參考網路-鈦合金

⑻ 鈦金屬有哪些用途

這種輕
金屬
具有通過細胞電離調節身體天然電流的能力。鈦具有特殊的電流特性，對人體會產生有益的生理
作用
且其化學性穩定