Strwythur Microporous Deunydd Titaniwm
Defnyddir titaniwm yn eang mewn cynhyrchion meddygol mewnblanadwy dynol oherwydd ei fio-gydnawsedd da, bacteriostasis, cryfder uchel, pwysau ysgafn, ymwrthedd cyrydiad, a dim dyddodiad metel trwm.
Yn ddiweddar, mae gwyddonwyr o'r Unol Daleithiau, Japan a De Korea wedi datblygu dull newydd o baratoi deunyddiau titaniwm gyda microstrwythurau tri dimensiwn. Yn gyntaf fe wnaethon nhw baratoi rhwyll hydrid titaniwm dwy haen trwy ei argraffu, yna rholio'r rhwyll i mewn i silindr a'i leihau i ditaniwm trwy sintro gwactod rhannol. Mae'r dull hwn yn rhoi mwy o hyblygrwydd i ni wrth reoli siâp a geometreg y deunydd. Gan ddefnyddio'r dechneg hon, gwnaeth yr ymchwilwyr roliau titaniwm rhwyllog a nodweddodd eu microstrwythur a'u priodweddau mecanyddol. Mae'r inc a ddefnyddir ar gyfer argraffu yn cynnwys powdr hydride titaniwm a copolymer. Mesurodd yr ymchwilwyr bwysau, diamedr ac uchder y coiliau titaniwm cyn ac ar ôl triniaeth wres i gyfrifo mandylledd y deunydd. Fe wnaethant hefyd gynnal profion cywasgu unixial ar y deunydd, gan fesur straen a chaledwch y deunydd.
Mae'r canlyniadau arbrofol yn dangos bod y strwythur rhwyll hwn yn cael ffit dda iawn o anystwythder, caledwch a phlastigrwydd. Mae rhwyllau deuhaen orthogonol wedi'u sintro'n dda gyda'i gilydd. Gellir arsylwi micropores ar ffibrau titaniwm pob haen. Wrth i faint gronynnau'r powdr leihau, mae ei briodweddau sintro yn cynyddu, tra bod y mandylledd yn lleihau.
Mae gan ditaniwm â strwythur micromandyllog ddwy fantais arall ar gyfer mewnblannu yn y corff dynol:
1. Lleihau anhyblygedd y deunydd, a thrwy hynny wanhau'r effaith cysgodi straen;
Yn ail, gall gyflwyno twf esgyrn a chyflymu'r cyfuniad o'r corff dynol a'r mewnblaniad. Mae titaniwm ar gyfer strwythurau truss neu ficro-araeau yn cyfuno cryfder uchel, dwysedd isel, a gwrthsefyll difrod rhagorol.
O ran y dulliau presennol o baratoi deunyddiau o'r fath, maent yn bennaf yn cynnwys atgynhyrchiad o gastio manwl gywir, sintro araeau gwifren wedi'u pentyrru, neu sintro trawst electron / laser dethol o bowdr titaniwm.
Yn y diwedd, canfu'r ymchwilwyr fod dull paratoi'r deunydd titaniwm microstrwythuredig newydd hwn nid yn unig yn addas ar gyfer metel titaniwm, ond gellir ei ymestyn yn berffaith i fetelau ymarferol eraill trwy ddefnyddio'r dull hwn, a gellir ei ddefnyddio hyd yn oed ar gyfer ocsid sinteradwy {{} 0}}deunyddiau ceramig yn seiliedig.