Estrutura Microporosa Material de Titânio
O titânio é amplamente utilizado em produtos médicos implantáveis em humanos devido à sua boa biocompatibilidade, bacteriostase, alta resistência, peso leve, resistência à corrosão e ausência de precipitação de metais pesados.
Recently, scientists from the United States, Japan, and South Korea have developed a new method to prepare titanium materials with three-dimensional microstructures. They first prepared a two-layer titanium hydride mesh by printing, then rolled the mesh into a cylinder and reduced it to titanium by partial vacuum sintering. This method gives us greater flexibility in controlling the shape and geometry of the material. Using this technique, the researchers fabricated meshed titanium rolls and characterized their microstructure and mechanical properties. The ink used for printing is composed of titanium hydride powder and a copolymer. The researchers measured the weight, diameter and height of the titanium coils before and after heat treatment to calculate the material's porosity. They also performed uniaxial compression tests on the material, measuring the strain and hardness of the material.
Os resultados experimentais mostram que esta estrutura de malha obtém um ajuste muito bom de rigidez, dureza e plasticidade. As malhas de bicamada ortogonal são bem sinterizadas entre si. Microporos podem ser observados nas fibras de titânio de cada camada. À medida que o tamanho de partícula do pó diminui, suas propriedades de sinterização aumentam, enquanto a porosidade diminui.
O titânio com estrutura microporosa tem outras duas vantagens para implantação no corpo humano:
1. Reduzir a rigidez do material, enfraquecendo assim o efeito de blindagem de tensão;
Em segundo lugar, pode introduzir o crescimento ósseo e acelerar a combinação do corpo humano e do implante. O titânio para estruturas treliçadas ou microarrays combina alta resistência, baixa densidade e excelente resistência a danos.
No que diz respeito aos métodos atuais de preparação de tais materiais, eles incluem principalmente fundição de precisão de réplica, sinterização de matrizes de fios empilhados ou sinterização seletiva de pó de titânio por feixe de elétrons/laser.
No final, os pesquisadores descobriram que o método de preparação deste novo material de titânio microestruturado não é apenas adequado para titânio metálico, mas também pode ser perfeitamente estendido a outros metais práticos usando esse método, e pode até ser usado para óxido sinterável{{ 0}}materiais cerâmicos baseados.