Titāna sakausējums--Var izturēt telpas siltumu un palīdzēt kauliem augt, kad tie tiek implantēti ķermenī — Emuārs

Ir metāls, kuram jāiztur stundu ilgas liesmas, kas pārsniedz 1000 grādus pēc Celsija 10 000 metru augstumā, nedeformējoties; tomēr tai ir jāpaliek klusi iegultai cilvēka ķermenī gadu desmitiem ilgi, lai tas netiktu noraidīts, nesarūsēts vai atslābināts. Šie divi scenāriji no materiāla prasa gandrīz pretējas īpašības. Vienai ir nepieciešama ārkārtīgi augsta temperatūras-izturība, savukārt otrai nepieciešama ilgstoša-saderība ar dzīviem audiem. Tomēr tie abi norāda uz vienu un to pašu metālu-titāna sakausējums.

Šeit ir jautājums: kāpēc daži titāna sakausējumi tiek izmantoti dzinējos, bet citi tiek izmantoti cilvēka ķermenī?

Atbilde nav atrodama periodiskajā tabulā, bet gan tajās redzamajā neredzamajā "struktūrā".

I. Titāna stiprums: viegls, izturīgs un izturīgs

Lai saprastu, kāpēc titāna sakausējumi tiek izmantoti tik daudzās jomās, vispirms ir jāaplūko to "rūpnīcas iestatījumi". Viens no aizraujošākajiem titāna aspektiem ir tas, ka tas apvieno vairākas priekšrocības, kas parasti ir pretrunā viena ar otru: tā blīvums ir ievērojami zemāks nekā tēraudam, tomēr tā izturība konkurē ar daudzu konstrukciju tēraudu; tas ir izturīgs pret koroziju{1}}un saglabājas stabils daudzās skarbās vidēs; un tas joprojām var izturēt slodzi vidēji augstā temperatūrā.

Vēl svarīgāk ir tas, ka tīram titānam piemīt spēja "pārveidoties". Zemās temperatūrās tā atomi ir sakārtoti ciešā-savienotā struktūrā; kad temperatūra paaugstinās virs noteikta kritiskā punkta, tā pārslēdzas uz citu izkārtojumu. Materiālzinātnē pirmo sauc par fāzi, bet otro sauc par fāzi. Gandrīz visi titāna noslēpumi ir iekapsulēti šajos divos burtos: nodrošina stabilitāti un stingrību, vienlaikus piedāvājot kaļamību un potenciālu.

II. TI6AL4V: "Lielais brālis", kas dara visu-un visu labi Ja jūs varētu atcerēties tikai vienu nosaukumu no titāna sakausējumu saimes, tas, visticamāk, būtu TI6AL4V. Tas pieder pie + divu -fāzu titāna sakausējumu kategorijas, kas satur gan stabilu fāzi, gan atbilstošu fāzes daudzumu. Šī "puse{10}}puse" konfigurācija nerada viduvējību, bet gan retu līdzsvaru: pietiekama izturība, pienācīga elastība, salīdzinoši laba apstrādājamība un stabila vispārējā veiktspēja. TI6AL4V panākumus neizraisa izcilība nevienā aspektā, bet gan konsekventa laba veiktspēja visā pasaulē.

III. Ti-6.5Al-3.5Mo-1.5Zr-0.3Si: ienirt nedaudz dziļāk karstumā

Standarta divu{0}}fāžu titāna sakausējumi noteiktā temperatūrā sāk "mīkstēt"-to izturība samazinās, un ilgstoša karstuma iedarbība izraisa to pakāpenisku deformāciju. Lai saglabātu to integritāti augstākās temperatūrās, Gr5 sastāvs vien ir nepietiekams.Ti-6.5Al-3.5Mo-1.5Zr-0.3S ir īpaši izstrādāts šim "karstumizturīgajam" lietojumam. Pielāgojot sakausējuma elementu līdzsvaru, tā mikrostruktūra saglabājas stabilāka augstās temperatūrās, nodrošinot izcilu izturību pret šļūdei un mīkstināšanu.

Īsumā: titāna sakausējumus bieži sauc par "universālo metālu", taču šī daudzpusība nav iedzimta. Tās pamats ir "formu{1}}mainošā" dupleksā struktūra, un tās potenciālu nosaka cilvēka kontrole pār tās mikrostruktūru. Sākot no līdzsvarotiem dupleksa sakausējumiem līdz karstumizturīgiem-preparātiem un līdz gandrīz- sistēmām, kas maksimāli palielina tā potenciālu, katru šīs paplašināšanas soli nosaka viens vienkāršs princips: materiāls nodrošina iespējas; pārējais ir mūsu ziņā, lai pārkāptu robežas.

1 Kilogram Of Titanium Bar High Purity Titanium Metal Cube