Objetivos de titanio objetivo de pulverización Ti Titanio grado 1 grado 2 aleación de titanio para usos médicos

Objetivos de titanio objetivo de pulverización Ti Titanio grado 1 grado 2 aleación de titanio para usos médicos

Los objetivos de pulverización de titanio, incluidos el grado 1, el grado 2 y la aleación de titanio, se utilizan comúnmente en procesos de deposición de película delgada como el recubrimiento por pulverización.y la biocompatibilidad del titanio lo hacen ideal para una variedad de aplicaciones industriales y médicasA continuación se ofrece una descripción detallada de estos materiales y sus usos típicos en aplicaciones médicas y de pulverización:

Objetivos de pulverización de titanio

Un objetivo de pulverización es un material utilizado en procesos de deposición física de vapor (PVD) para depositar películas delgadas en sustratos.que hace que los átomos o moléculas sean expulsados y depositados en un sustrato.

• Los objetivos de pulverización de titanio se utilizan comúnmente para depositar películas delgadas de titanio en productos electrónicos, ópticos y dispositivos médicos.
• La alta estabilidad química, la biocompatibilidad y la relación resistencia-peso del titanio lo hacen particularmente valioso para aplicaciones médicas y aeroespaciales.

Grados de titanio para aplicaciones médicas y de pulverización

Grado 1: Titanio comercialmente puro (CP Ti)

• Composición: 99,5% de titanio (con pequeñas cantidades de hierro y oxígeno).

• Propiedades mecánicas:

  • La resistencia a la tracción: ~ 240 MPa (35 ksi)
  • La resistencia al rendimiento: ~ 170 MPa (25 ksi)
  • El alargamiento: un mínimo del 24%

• Las características:

  • El grado 1 es el más suave y más dúctil entre todos los grados de titanio, ofreciendo una excelente formabilidad y resistencia a la corrosión.
  • Es la forma más pura de titanio, ofreciendo una biocompatibilidad superior para aplicaciones médicas.
  • El grado 1 tiene una excelente soldabilidad y a menudo se usa para implantes médicos y dispositivos que necesitan resistir el ambiente corporal hostil sin causar reacciones adversas.

• Aplicaciones médicas:

  • Implantes dentales y ortopédicos.
  • Herramientas quirúrgicas y prótesis.
  • Líderes de marcapasos, placas óseas y tornillos.

• Aplicaciones de pulverización:

  • Revestimientos de película delgada en las industrias electrónica y de semiconductores.
  • Revestimientos resistentes a la corrosión para dispositivos médicos e implantes.
  • Revestimientos para catalizadores y superficies resistentes al desgaste en diversas aplicaciones industriales.

Grado 2: Titanio comercialmente puro (CP Ti)

• Composición: 99% de titanio (con pequeñas cantidades de hierro y oxígeno).

• Propiedades mecánicas:

  • La resistencia a la tracción: ~ 400 MPa (58 ksi)
  • La resistencia al rendimiento: ~ 275 MPa (40 ksi)
  • Estiramiento: mínimo del 20%

• Las características:

  • El grado 2 tiene una mayor resistencia que el grado 1, manteniendo una buena resistencia a la corrosión y formabilidad.
  • También es altamente biocompatible, lo que lo hace adecuado para dispositivos médicos en contacto directo con el cuerpo humano.

• Aplicaciones médicas:

  • Implantes: se utilizan para implantes ortopédicos, dispositivos espinales e implantes dentales.
  • Instrumentos quirúrgicos y prótesis.
  • Componentes de dispositivos médicos como marcapasos, articulaciones artificiales y tornillos óseos.

• Aplicaciones de pulverización:

  • Películas finas para revestimientos ópticos, células solares y dispositivos semiconductores.
  • Revestimientos para dispositivos médicos como herramientas quirúrgicas e implantes para mejorar su resistencia al desgaste, resistencia a la corrosión y propiedades estéticas.

Las aleaciones de titanio (por ejemplo, Ti-6Al-4V)

• Composición: típicamente 90% titanio, 6% aluminio, 4% vanadio (Ti-6Al-4V es el más común).

• Propiedades mecánicas:

  • La resistencia a la tracción: ~ 900 MPa (130 ksi)
  • La resistencia al rendimiento: ~ 800 MPa (116 ksi)
  • El alargamiento: 10­15%

• Las características:

  • Las aleaciones de titanio como Ti-6Al-4V combinan la resistencia a la corrosión inherente del titanio con altas propiedades de resistencia y ligereza.
  • Estas aleaciones son más fuertes y duras que las de titanio puro, lo que las hace ideales para aplicaciones médicas estructurales y de carga.
  • Se utilizan ampliamente en aplicaciones médicas de alto estrés donde se requieren resistencia, resistencia a la fatiga y biocompatibilidad.

• Aplicaciones médicas:

  • Implantes ortopédicos: tales como reemplazos de cadera, implantes de rodilla y placas óseas.
  • Implantes dentales y dispositivos de fusión espinal.
  • Componentes de grado aeroespacial para dispositivos médicos que requieren una alta resistencia y un bajo peso.

• Aplicaciones de pulverización:

  • Se utiliza para deposición de películas finas en electrónica, recubrimientos para componentes aeroespaciales y catalizadores.
  • Se puede utilizar para depositar películas de aleación de titanio para dispositivos médicos, como implantes quirúrgicos y cátodos en aplicaciones electroquímicas.

Titanio en usos médicos

El titanio, especialmente el grado 1 y el grado 2, es muy apreciado en los campos médico y biomédico por su biocompatibilidad, resistencia y características de peso ligero.Se usa comúnmente en dispositivos médicos porque no es dañino para el cuerpo y no es probable que cause reacciones alérgicas..

Principales usos médicos del titanio:

1. Implantes ortopédicos: El titanio se utiliza comúnmente en tornillos óseos, placas, reemplazos articulares e implantes espinales porque imita las propiedades del hueso.
2. Implantes dentales: La biocompatibilidad y la resistencia del titanio lo convierten en una opción perfecta para implantes dentales que requieren una alta durabilidad y resistencia a la corrosión.
3. Instrumentos médicos: debido a su resistencia a la corrosión, las herramientas quirúrgicas, agujas, bisturí y otros instrumentos médicos a menudo están hechos de titanio o aleaciones de titanio.
4. Prótesis: El titanio se utiliza en la producción de prótesis y implantes por su combinación de ligereza y resistencia.
5. Dispositivos cardiovasculares: El titanio se utiliza en la producción de casos de marcapasos, stents y válvulas debido a su naturaleza no reactiva en el cuerpo humano.
6. Revestimientos resistentes al desgaste: los objetivos de pulverización de titanio se pueden utilizar para depositar recubrimientos delgados en dispositivos médicos para mejorar la resistencia al desgaste, reducir la fricción y mejorar la biocompatibilidad.

Ventajas del uso del titanio en aplicaciones médicas

• Resistencia a la corrosión: El titanio forma una capa de óxido pasiva que lo protege de la corrosión en los fluidos corporales, lo que lo hace ideal para implantes y dispositivos médicos.
• Biocompatibilidad: no es tóxico y no causa reacciones adversas cuando entra en contacto con tejidos vivos.
• Fortaleza y ligereza: El titanio es fuerte y ligero, por lo que es ideal para implantes estructurales que necesitan soportar peso sin agregar masa innecesaria.
• Durabilidad: Los implantes de titanio pueden durar décadas en el cuerpo humano sin degradarse, lo cual es crucial para los implantes que deben funcionar durante largos períodos.
• No alergénico: El titanio es generalmente hipoalergénico, lo que lo hace adecuado para pacientes con sensibilidad a los metales.

Conclusión:

• El titanio de grado 1 y 2 se utiliza a menudo para implantes médicos y herramientas quirúrgicas debido a su biocompatibilidad y resistencia a la corrosión.
• Las aleaciones de titanio como Ti-6Al-4V se utilizan para aplicaciones más estructurales donde se requiere una mayor resistencia y resistencia a la fatiga.
• Los objetivos de pulverización de titanio se utilizan en deposición de película delgada para una variedad de aplicaciones que incluyen dispositivos médicos, electrónica y recubrimientos ópticos.Las propiedades de biocompatibilidad y resistencia a la corrosión del titanio lo hacen ideal para mejorar el rendimiento y la durabilidad de los implantes médicos y los dispositivos biomédicos.

Principales características y ventajas:

1. Biocompatibilidad:

   • El titanio es uno de los metales más biocompatibles, lo que significa que es altamente resistente a la corrosión y no causa reacciones adversas en el cuerpo humano.Esto hace que sea el material de elección para implantes y dispositivos médicos que necesitan estar en contacto directo con tejidos u huesos.

2. Fuerza y durabilidad:

   • El titanio es conocido por su excelente relación resistencia-peso, lo que significa que los dispositivos médicos hechos de titanio son tanto ligeros como resistentes.Esto hace que los discos de titanio sean adecuados para aplicaciones de carga como reemplazos de articulaciones, implantes espinales y implantes dentales.

3. Resistencia a la corrosión:

   • El titanio es altamente resistente a la corrosión, especialmente en entornos biológicos. Esto es crucial para los implantes o dispositivos que están expuestos a fluidos corporales durante largos períodos.

4. No reactivo con los fluidos corporales:

   • Debido a su naturaleza no reactiva, el titanio es seguro para su uso en aplicaciones médicas que implican una exposición a largo plazo a la sangre, sales y otros fluidos corporales.

5. Personalización del diámetro y del grosor:

   • Con diámetros que van desde 150 mm hasta 1300 mm, estos discos de titanio se pueden personalizar para satisfacer las necesidades específicas de las aplicaciones médicas.dependiendo de los requisitos de la solicitud.

Aplicaciones de los discos redondos de titanio para uso médico:

1. Implantes médicos:

   • Implantes ortopédicos: los discos de titanio pueden ser utilizados como piezas de reemplazo de articulaciones, como para la cadera, la rodilla o la columna vertebral.o espaciadores intervertebrales.
   • Implantes dentales: El titanio se utiliza ampliamente en los implantes dentales, y estos discos se pueden utilizar para crear coronas dentales, pilares y otras partes de prótesis dentales.

2. Instrumentos quirúrgicos:

   • Los discos de titanio se pueden mecanizar para convertir en varias herramientas quirúrgicas, como cuchillas de corte, bisturí, pinzas y brocas.La durabilidad y resistencia al desgaste del titanio lo hacen ideal para instrumentos que necesitan mantener la nitidez y la funcionalidad.

3. Dispositivos protésicos:

   • Los discos de titanio pueden servir como material base para prótesis de extremidades y articulaciones.las piernas, o las articulaciones de la cadera.

4. Placas y tornillos quirúrgicos:

   • Los discos de titanio a veces se utilizan para la creación de placas quirúrgicas, tornillos y varillas para la fijación ósea durante la cirugía ortopédica.Estos componentes suelen ser personalizados en tamaño y forma para adaptarse a las necesidades específicas del paciente.

5. Reposición y regeneración ósea:

   • En las cirugías reconstructivas, los discos de titanio se pueden utilizar como andamios para la regeneración ósea.permitiendo que el tejido óseo crezca y se une con el implante con el tiempo.

6. Aplicaciones cardiovasculares:

   • Los discos de titanio se pueden utilizar para crear componentes para implantes cardiovasculares, como válvulas cardíacas o stents vasculares.Su biocompatibilidad garantiza su funcionamiento seguro dentro del sistema circulatorio..

7. Revestimientos médicos:

   • Los discos de titanio pueden utilizarse como objetivos en los procesos de pulverización para depositar recubrimientos biocompatibles en otros dispositivos médicos o implantes.Los recubrimientos pueden incluir capas de óxido de titanio (TiO2) u otros materiales que mejoren las propiedades superficiales de los implantes..

Grados de titanio:

El titanio se clasifica en varios grados en función de su composición, propiedades mecánicas y pureza.Las aleaciones y los grados de titanio más utilizados están designados por las normas ASTM (Sociedad Americana de Pruebas y Materiales) e ISO (Organización Internacional de Normalización)Aquí hay una descripción general de los principales grados de titanio y sus usos típicos:

1Grado 1: Titanio comercialmente puro (CP Ti)

• Composición: 99,5% de titanio (con pequeñas cantidades de hierro, oxígeno y otras impurezas).
• Propiedades mecánicas:
  • La resistencia a la tracción: ~ 240 MPa (35 ksi)
  • La resistencia al rendimiento: ~ 170 MPa (25 ksi)
  • El alargamiento: un mínimo del 24%
• Las características:
  • El grado 1 es el más suave y más dúctil de todos los grados de titanio, ofreciendo una excelente resistencia a la corrosión y formabilidad.
  • Tiene la mejor soldabilidad y es fácil de mecanizar, por lo que es ideal para aplicaciones que requieren formas complejas.
• Aplicaciones:
  • Procesamiento químico (por ejemplo, tanques, tuberías y intercambiadores de calor).
  • Entornos marinos (por ejemplo, equipos de desalinización).
  • Implantes médicos (por ejemplo, implantes dentales, prótesis y herramientas quirúrgicas).
  • Componentes aeroespaciales donde la resistencia no es un factor crítico.

2Grado 2: Titanio comercialmente puro

• Composición: 99% de titanio (con pequeñas cantidades de hierro, oxígeno y otras impurezas).
• Propiedades mecánicas:
  • Resistencia a la tracción: ~ 400 MPa (58 ksi)
  • La resistencia al rendimiento: ~ 275 MPa (40 ksi)
  • Estiramiento: mínimo del 20%
• Las características:
  • Más resistente que el grado 1, con buena formabilidad y excelente resistencia a la corrosión.
  • El grado 2 es el grado de titanio puro comercialmente más utilizado debido a su equilibrio de resistencia, ductilidad y resistencia a la corrosión.
• Aplicaciones:
  • Partes aeroespaciales (por ejemplo, fuselajes de aeronaves, alas, escapes).
  • Equipos marinos y procesamiento químico.
  • Implantes médicos (por ejemplo, implantes ortopédicos, placas óseas).

3Grado 3: Titanio comercialmente puro

• Composición: 98,5% de titanio (con pequeñas cantidades de hierro, oxígeno y otras impurezas).
• Propiedades mecánicas:
  • La resistencia a la tracción: ~ 450 MPa (65 ksi)
  • La resistencia al rendimiento: ~ 350 MPa (51 ksi)
  • El alargamiento: 18% como mínimo
• Las características:
  • Ofrece una mayor resistencia que los grados 1 y 2 manteniendo una buena resistencia a la corrosión.
  • Más difícil de formar que los grados 1 y 2 debido a la mayor resistencia.
• Aplicaciones:
  • Estructuras y componentes de aeronaves en las que se necesite una resistencia adicional pero se debe minimizar el peso.
  • Entornos marinos y procesamiento químico (por ejemplo, intercambiadores de calor, recipientes de reacción).

4Grado 4: Titanio comercialmente puro

• Composición: 99% de titanio (con pequeñas cantidades de hierro, oxígeno y otras impurezas).
• Propiedades mecánicas:
  • La resistencia a la tracción: ~ 550 MPa (80 ksi)
  • La resistencia al rendimiento: ~ 480 MPa (70 ksi)
  • El alargamiento: un mínimo del 15%
• Las características:
  • El grado 4 es el más fuerte de los grados comercialmente puros.
  • Tiene una excelente resistencia a la corrosión, pero es más difícil de soldar y formar en comparación con los grados 1?? 3.
• Aplicaciones:
  • Aeroespacial: se utiliza en componentes estructurales donde se requieren resistencia y resistencia a la corrosión.
  • Procesamiento químico y aplicaciones marinas (especialmente cuando se requiere una alta resistencia).

5. grado 5: Ti-6Al-4V (aleación de titanio)

• Composición: 90% titanio, 6% aluminio, 4% vanadio.
• Propiedades mecánicas:
  • La resistencia a la tracción: ~ 900 MPa (130 ksi)
  • La resistencia al rendimiento: ~ 800 MPa (116 ksi)
  • El alargamiento: 10­15%
• Las características:
  • Aleación alfa-beta, que ofrece alta resistencia, peso ligero y excelente resistencia a la corrosión.
  • Este grado tiene una buena soldabilidad y formabilidad, pero sigue siendo más difícil de mecanizar en comparación con los grados comerciales puros.
• Aplicaciones:
  • Aeroespacial: para motores de aeronaves, fuselajes, tren de aterrizaje y partes estructurales de aeronaves.
  • Implantes médicos: se utilizan para reemplazos de cadera, placas óseas e implantes dentales.
  • Entornos marinos: especialmente en componentes de alto estrés.
  • Equipo deportivo: bicicletas de alto rendimiento, palos de golf, etc.

6Grado 7: Ti-0,2Pd (aleación de titanio)

• Composición: 0,2% de paladio, titanio de balance.
• Propiedades mecánicas:
  • Similar al grado 2 en términos de resistencia, pero con una mayor resistencia a la corrosión, particularmente al cloro y al agua de mar.
• Las características:
  • La adición de paladio le da a esta aleación una mayor resistencia a ciertos ambientes de cloruro.
• Aplicaciones:
  • Procesamiento químico: se utiliza en entornos altamente corrosivos, como la producción de cloro y los reactores químicos.

7Grado 9: Ti-3Al-2.5V (aleación de titanio)

• Composición: 3% de aluminio, 2,5% de vanadio, titanio en equilibrio.
• Propiedades mecánicas:
  • Resistencia a la tracción: ~ 600 MPa (87 ksi)
  • La resistencia al rendimiento: ~ 550 MPa (80 ksi)
  • El alargamiento: un mínimo del 15%
• Las características:
  • Una aleación alfa-beta con un buen equilibrio de resistencia, formabilidad y resistencia a la corrosión.
• Aplicaciones:
  • Aeroespacial: componentes estructurales de las aeronaves.
  • Implantes médicos: placas óseas e implantes dentales.
  • Equipo deportivo y piezas de automóviles.

8. grado 12: Ti-0,3Mo-0,8Ni (aleación de titanio)

• Composición: 0,3% de molibdeno, 0,8% de níquel, titanio de balance.
• Propiedades mecánicas:
  • La resistencia a la tracción: ~ 620 MPa (90 ksi)
  • La resistencia al rendimiento: ~ 550 MPa (80 ksi)
  • El alargamiento: un mínimo del 15%
• Las características:
  • Excelente resistencia a la corrosión en ambientes de ácido sulfúrico y cloruro.
  • Más fuerte y más formable que el titanio puro.
• Aplicaciones:
  • Industrias marinas y de transformación química, incluidos los tanques y los intercambiadores de calor.
  • Aplicaciones aeroespaciales.

9Grado 23: Ti-6Al-4V ELI (intersticial muy bajo)

• Composición: 90% de titanio, 6% de aluminio, 4% de vanadio (similar al grado 5, pero con niveles más bajos de elementos intersticiales).
• Propiedades mecánicas:
  • La resistencia a la tracción: ~ 880 MPa (128 ksi)
  • La resistencia al rendimiento: ~ 780 MPa (113 ksi)
  • El alargamiento: 10­15%
• Las características:
  • Bajo contenido intersticial para una mayor ductilidad y resistencia a las fracturas, lo que lo hace ideal para aplicaciones médicas donde la resistencia a la fatiga y la fiabilidad a largo plazo son críticas.
• Aplicaciones:
  • Implantes médicos (por ejemplo, ortopédicos y dentales).
  • Aplicaciones aeroespaciales y de alto rendimiento.

Conclusión:

Los objetivos de pulverización de aleaciones de titanio, incluidas las aleaciones de TiAl, son materiales versátiles ampliamente utilizados para aplicaciones de recubrimiento en industrias que van desde la industria aeroespacial hasta la electrónica y la biomedicina.Estos materiales proporcionan propiedades excepcionales como la resistencia, resistencia a la corrosión, biocompatibilidad y resistencia al desgaste, por lo que son ideales para aplicaciones exigentes que requieren películas finas duraderas y de alto rendimiento.Cuando se elija un blanco de pulverización de titanio, factores como la composición de la aleación, la pureza y la geometría del objetivo deben considerarse para lograr resultados óptimos en el proceso de pulverización.