3D打印多孔钛金属支架的数字化设计及分析

目的设计3D打印多孔钛金属支架并通过有限元分析找出满足大孔径和高抗压强度的结构设计方案。方法利用计算机Autodesk Inventor软件,设计15种不同孔隙结构的单元钛合金支架模型(5种类型单元体结构,分别为仿钻石-60°、仿钻石-90°、仿钻石-120°、正四面体和正六面体,每种类型单元体结构各有3种孔径,分别为400、600、800μm)及其15种圆柱体模型(直径20 mm、高度20 mm),通过Autodesk Inventor软件进行有限元分析,简单模拟膝关节处受力类型及大小,转化成Mises等效应力、安全系数及形变位移的比较,分析数据,筛选出大孔径、高抗压强度的设计模型。结果5种不同孔隙结构的单元结构模型在安全状态下,正向受力时,除正四面体外随孔径增大而最大受力减小;侧向受力时,各单元结构随孔径增大而最大受力减小;扭转受力时,仿钻石-60°和正四面体结构体随孔径增大而最大受力减小,仿钻石-90°结构体随孔径增大而最大受力增大,而仿钻石-120°和正六面体单元结构随孔径增大基本上无变化。在3种受力条件下,所有单元结构随孔径增大而形变位移增大。5种不同单元结构圆柱体模型分别在3种受力时,孔径越大,形变位移越大,Mises等效应力越大,安全系数变化同Mises等效应力相反。综合抗压能力由强到弱的顺序为:正六面体>正四面体>仿钻石-120°>仿钻石-90°>仿钻石-60°,并且每种类型圆柱体模型中孔径越小,抗压强度越大。结论孔径大小和孔隙形态是影响支架抗压强度的重要因素。随着孔径(400、600、800μm)的增大,各结构的强度均有所降低。正六面体、正四面体和仿钻石-120°结构模型能够满足大孔径和高抗压强度的条件。

钛金属表面处理技术及其对材料性能影响的研究

钛金属因其具有良好的耐腐蚀性能,在航空航天、能源、核工业等领域应用广泛,但钛金属具有的高硬度和高弹性模量特性,使其在加工和使用过程中容易产生裂纹等缺陷,降低其使用寿命。近年来,表面处理技术在钛金属应用中受到广泛关注,通过表面改性能够改善钛金属的表面性能,提高钛金属的耐腐蚀性、耐磨性及抗疲劳性能,从而延长其使用寿命。本文概述了目前钛金属的表面处理技术,总结了常见的表面处理方法对材料性能的影响。

钛金属风头正劲

近几年低迷的大环境,潜移默化的推动了钢表的热潮,与钢表有着相近外观,但是拥有更好性能的钛金属,在今年的表展上仿佛打通了“任督二脉”,井喷般出现了一波新热潮。新入局品牌不断增多,遍布了各个价位区段,不禁让人疑惑是否钛合金原材料供应商是不是有什么产量方面的技术进步发生,也许钛合金的春天到来了吧。江诗丹顿Overseas纵横四海系列陀飞轮腕表为品牌钛金属表款阵容再添力作。从表壳、表冠、表圈到表链,新作通体以钛金属材质打造,搭配该系列标志性蓝色调表盘,尽显优雅格调。

海洋环境钛金属的应用现状及其防护技术研究

钛金属具有优异的耐海水和海洋大气腐蚀性能,因此在海洋装备中有广泛应用。但是钛金属在严酷海洋环境中应用表现出一些不足之处,如耐磨蚀性能差、易生物污损和电偶腐蚀等问题,严重影响了钛金属结构件的长寿命和安全可靠服役。介绍了钛金属在海洋环境中的应用现状,揭示了存在上述不足问题的本质原因。如海洋环境磨损与腐蚀的交互作用导致耐磨性能差的钛金属磨蚀损耗加剧,钛金属良好的生物相容性使其产生严重的生物污损,钛金属相比于其他金属具有较高的正电位,在介质环境中与异种金属偶接时作为阴极被保护从而加速偶接合金的腐蚀。鉴于钛金属优异的海洋耐候性,其在海洋环境中的应用必将越来越广泛,但是合适的表面处理和涂层防护是必不可少的。综述了国内外钛金属在海洋环境应用相关防护技术的研究现状,并对海洋环境中钛金属表面防护技术的发展方向和趋势进行了展望:金属陶瓷涂层和可控纳米结构氧化物陶瓷涂层是海洋环境钛金属运动部件耐磨蚀保护有效的技术手段;防污剂释放型和纳米缓释涂层技术是实现钛金属长效防生物污损很有前途的技术方法;钛金属表面低导电表面改性层的设计和制备可降低与其接触异金属的电偶腐蚀速度。

钛金属行业发展人才支撑与保障平台建设的思考

《中国制造2025》提出“坚持把人才作为建设制造强国的根本,建立健全科学合理的选人、用人、育人机制,加快培养制造业发展急需的专业技术人才、经营管理人才、技能人才。营造大众创业、万众创新的氛围,建设一支素质优良、结构合理的制造业人才队伍,走人才引领的发展道路”,强调中国制造要从研发、转化、生产到管理的人才培养体系,为推动中国制造业从大国向强国转变提供人才保障。

氮化铝陶瓷表面钛金属化的研究

利用熔盐热歧化反应在氮化铝陶瓷表面上成功地进行了钛金属化,成功地在氮化铝陶瓷表面上制备了钛金属化膜。还研究了温度、反应物浓度、反应时间对钛金属化膜厚度的影响。研究了金属膜的组成及界面反应机理和界面层的显微结构。研究发现,在热歧化反应沉积钛金属膜的过程中,沉积到AlN陶瓷表面的钛金属与AlN发生反应生成TiN_(0.3)、TiN和Ti_9Al_(23)。

钛金属广泛应用

今年的第二大趋势,就是运动表占据了市场相当大的比重。目前运动表的主流材质仍是不锈钢,同时部分高级钟表品牌也推出了一些贵金属材质的运动表,除此之外,今年的运动表市场中,更轻盈、更耐腐蚀的钛金属也成为众多品牌选用的材料,在表展中成为一大热门。

“ 钛”美珠宝 熠熠生辉--钛金属在珠宝中的应用

珠宝首饰是人类文明史的重要组成部分,它们不仅具有装饰作用,还承载着文化、历史和情感的内涵。随着科技的进步和人们审美观念的变化,珠宝设计也在不断创新。钛金属作为近年来一种新兴的金属材料,其在珠宝设计中的运用日益受到广大消费者的关注和喜爱。

钛金属微种植体支抗在前突畸形正畸治疗的临床应用

目的 观察钛金属微种植体支抗在正畸治疗中的效果及稳定性。方法 选取正畸科治疗的52例安氏Ⅱ类Ⅰ分类前突畸形患者为研究对象,在上颌第二前磨牙、第一磨牙牙根间植入钛金属微种植体,测量治疗前后牙内收、软组织变化,评估其稳定性。结果 52例患者自植入支抗到拔牙间隙完全关闭的时间约为5～16个月,平均（9.7±1.3）个月。共植入104颗钛金属微种植体,期间3颗脱落,5颗松动,本次种植体成功率92.1%。治疗前后标志点变化以上颌切牙最明显,其牙轴U1-SN,内收距离U1-Y,垂直向压低距离U1-PP明显变化（〈0.05）。上下唇前突得到改善,E line-UL和E line-LL均显著降低,颌突角G-Sn-Pg缩小,鼻唇角NLA增加。结论 钛金属微种植体作为骨性正畸支抗效果肯定,可显著改善患者外观,而且稳定性较高。

生物陶瓷及钛金属人工听骨在鼓室成形术中的短期临床疗效分析

目的比较生物陶瓷及钛金属两种不同材料人工听骨赝复物在听力重建鼓室成形术后的并发症发生率、术后听力改善状况。方法对1999年—2004年间68例行听骨链重建鼓室成形术病人进行回顾性研究,根据听骨链重建使用人工听骨的种类分为生物陶瓷组及金属钛组,分别按三种不同术式——开放乳突根治鼓室成形术(CWD)、联合进路鼓室成形术(CWU)、不伴乳突切开鼓室成形术(NM),以及两种不同听骨赝复物——全听骨置换(PORP)、部分听骨置换(TORP)分类,进行短期并发症发生率、术后听力改善情况的对比分析。结果按不同的手术方式分类,两组术后ABG结果在统计学上均无显著差异。根据不同型号的人工听骨植入,两组无论哪种人工听骨植入方式,术前、后ABG差值没有组间差别。两组术前、后ABG差在组间没有统计学差异。生物陶瓷组和钛金属组两组的并发症发生率无统计学差异。结论两种人工听骨材料对术后听力的影响及并发症发生率并无显著差异,提示在人工听骨的选择上更应从经济因素、可操作性上考虑。

纯钛金属板螺钉内固定治疗锁骨骨折

目的 :研究锁骨骨折采用纯钛金属板及螺钉内固定治疗的效果 ,以探讨锁骨骨折更满意的治疗方法。方法 :本组 1 6例锁骨骨折 ,单纯横形骨折 2例 ,斜形骨折 4例 ,粉碎性骨折 1 0例 ,全部手术切开复位行AO纯钛金属板及螺钉固定。结果 :本组病例随访 8～1 4个月 ,骨折部位全部愈合 ,肩关节活动达正常生理活动度 1 5例 (93 .75 % )。结论 :锁骨骨折采用金属板固定 ,复位好 ,固定稳固确切 ,有利患者早期行肩功能练习 ,AO纯钛金属板材质薄而轻 ,与机体组织反应小 ,容易塑形 ,较适合位于体表外形呈“S”状的锁骨骨折的内固定治疗 。

国产颅骨修补材料钛金属网的研制与实验研究

目的研制国产化颅骨修补材料钛金属网。方法先参照分析国外同类产品,研制出国产化钛金属网。然后将其植入实验用猴的颅骨缺损区,定期行大体、解剖学观察及生物性能检,测影像学检查。结果国产化钛金属网强度适中、易塑形、与实验动物生物相融性好,对各项影像检查无明显干扰。结论国产化钛金属网各项性能均接近于国外产品,可满足临床使用。

前路钛金属圆棒系统在治疗胸腰椎结核中的临床应用

目的 :探讨钛金属圆棒系统一期前路重建脊柱稳定的效果及意义。方法 :总结 2 0 0 0年 1月～ 2 0 0 2年 5月期间收治 14例胸腰椎结核患者 ,采用一期前路病灶清除、椎体间自体植骨并前路钛金属圆棒系统内固定治疗。结果 :经平均 16个月的随访 ,14例患者脊柱结核均治愈 ,无局部结核复发 ,植骨全部骨性融合 ,融合时间平均为 3 .7个月 ,后凸矫正角度 16° ,无手术并发症。结论 :前路钛金属圆棒系统治疗胸腰椎结核是安全和有效的。

钛金属夹与肾上腺素盐水注射法治疗消化性溃疡出血的对照研究

目的对照研究内镜下注射肾上腺素盐水与钛金属夹钳夹法治疗消化性溃疡出血的疗效。方法将68例消化性溃疡出血的病人(男40例,女28例,平均年龄42.62±3.57岁)分成金属夹组(n=35)和注射组(n=33),进行内镜止血治疗。结果两组病例均即时止血,两组的再出血率分别为5.71％(2/35)和9.09％(3/33)(P>0.05),两组治疗相关性并发症发生率分别为0％和42％(14/33)(P<0.01)。结论应用钛金属夹治疗上消化性溃疡出血具有设备简单、疗效好、安全性高、几无并发症等优点,值得推广应用。

镍-钛金属支架置入术治疗气管狭窄

目的 探讨镍 钛金属支架置入术治疗气管、支气管良恶性狭窄的近远期效果。方法 采用在X线引导下或在电子纤支镜直视下经纤支镜置入镍 钛金属支架治疗气管癌 2例 ,左右主支气管癌 2例 ,右主支气管癌 1例 ,原发性气管、支气管淀粉样变 1例和左肺结核并左主支气管狭窄 1例。结果 术后患者呼吸困难明显减轻 ,随访一年余 ,患者存活良好 ,活动如常。结论 该方法无须气管切开 ,创伤小、痛苦少 ,为气道狭窄的治疗提供了一种新的可靠方法。

3D打印个性化多孔钛金属支架重建髋臼骨缺损的中期疗效评估

目的:探讨应用3D打印个性化多孔钛金属支架重建髋臼骨缺损的可行性、安全性、初始稳定性及中期临床疗效。方法:采用3D打印个性化多孔钛金属支架重建12例髋臼骨缺损患者,利用计算机对患者髋臼骨缺损进行三维建模,设计个性化多孔钛金属支架模型,再利用钛合金3D打印完成个性化支架的实体加工成型,并对实体部件进行喷砂、超声波振荡、高温处理、消毒等后处理。通过髋关节外侧入路显露髋关节,植入个性化髋臼支架,记录手术时间、术中出血量及并发症发生情况。术后门诊随访,分别采用视觉模拟度量表(visual analogue scale,VAS)和Harris功能评分评估患髋局部疼痛和髋关节功能情况,结合髋关节X线及CT扫描分析髋关节力线恢复情况,骨缺损与支架的匹配度和包容性。结果:12例手术时间1.1~3.5 h,平均(2.23±0.7)h;术中出血量150~820 mL,平均(406.67±219.29)mL;随访时间为12~26个月,平均15.33个月,患者关节功能恢复满意,VAS评分由术前(5.17±1.53)分下降至术后1年(1.67±0.78)分(t=9.225,P<0.001),Harris功能评分由术前(47.67±7.15)分升高至术后1年(86.75±4.52)分(t=-27.380,P<0.001)。术后复查髋关节X线及CT扫描显示:关节假体位置良好、关节力线恢复满意,髋臼骨缺损区与金属支架之间紧密接触、无松动。结论:3D打印个性化多孔钛金属支架能够重建髋臼骨缺损,增加髋关节的初始稳定性,降低髋关节重建术的手术难度,术后髋关节功能恢复良好。

纯钛金属种植体表面活性化的处理方法

检索pubmed数据库和中国期刊全文数据库文献,然后对资料进行整理,综述分析纯钛金属种植体表面活性化处理方法近年来国内外的进展。文献涉及钛种植体表面活性化处理方法主要有:酸蚀处理法、碱热处理法等化学处理方法,表面涂层、离子注入等物理方法,也有采用高能辐射技术,通过激发电离来调控钛氧化膜的性状,以及钛表面组织工程化等生物方法。目前报道的钛种植体表面改性的方法很多,但尚没有较公认的处理方法,为此探索一种最佳的化学表面活性化处理方法有着极其重要的科学意义。目前认为较简捷又行之有效的表面处理方法是化学处理法。

钛金属有机物热解制备TiO_2-SiO_2复合膜及其光催化活性研究

混有一定量SiO2 溶胶的钛金属有机化合物膜液通过旋液成膜法制备前驱物膜 ,经热解得到TiO2 SiO2 复合膜 .于 610℃焙烧 15min所得复合膜 (Ti∶Si =9∶1)经SEM ,XRD ,UV vis和XPS研究表明 ,膜面由 3 0nm× 2 0 0nm大小的晶体粒子组成 ,结构致密 ,膜厚约 2 0 0nm ,其可见光透过率为玻璃基质的 80 %,膜表面Ti3 + /OH-的比值为 1 0 6.对不同SiO2 含量的膜液凝胶进行DSC分析显示 ,少量的SiO2 就能显著提高TiO2 锐钛矿型晶相的形成温度 .膜的光催化活性研究表明一定量的Fe3 + 有利于提高膜的光催化活性 ,但是如果以氯化物的形式加入则对光催化反应不利 ,铬的氯化物同样如此 .另外 ,在钛金属有机物热解制备TiO2 SiO2 复合膜中 ,溶胶SiO2 不利于光催化反应 。

钛金属熔融Na_2B_4O_7硼化:热力学和动力学过程

以无水硼砂为硼化剂在金属钛表面进行硼化,通过XRD分析样品表面的物相组成。结果表明,当温度为900℃时,钛金属表面主要生成Na0.23TiO,基本没有硼化物生成;当温度升高到950℃时,钛金属表面只生成少量的硼化物;而当温度高于950℃时,钛金属表面有明显的硼化物生成。随着温度的升高,硼化物种TiB2的量增多,而TiB量减少。热力学分析表明,随着温度的升高,生成TiB2和TiB的趋势应该降低,这与实验结果相矛盾。根据Sar-ma的B原子在金属钛中的扩散动力学,由于低温时B原子在TiB中的扩散速度大于其在TiB2和Ti中的扩散速度,故能同时生成TiB2和TiB;而高温时由于B在Ti中的扩散速度大于其在TiB中的扩散速度,主要生成TiB2,而TiB的生成受到抑制。

金刚石表面沉积钛金属膜的研究

金刚石表面化学镀Ni—W—P后 ,再化学复合镀Ni—Ti(粉 )—Re(稀土 ) ,能明显提高金刚石表面强碳化物元素的沉积 ,有利于生成WC—TiC薄膜 ,提高金刚石同胎体合金的联结强度 ,达到提高金刚石工具的性能的目的。