Ren titan och ti -6 al -4 V är de tidigaste titan- och titanlegeringarna som används i kliniken och den första generationen av biomedicinska titanlegeringar. I början av 1940 -talet infördes rent titan i biomedicinområdet, särskilt på 1960 -talet, ren titan användes i orala implantat, eftersom ett medicinskt material har varit snabb utveckling. Ti -6 Al -4 V titanlegering är den mest producerade och applicerade titanlegeringen, med hög styrka, god bearbetningsprestanda och andra egenskaper, började användas på 1970 -talet för höftleden, knäledarna och andra styrka, slitstödkrav för den högre delen. Del.
Med fördjupningen av forskning och tillämpning har ett stort antal experiment och data bekräftat att element V har giftiga biverkningar på människokroppen. Sedan 1980-talet har länder vidare utvecklat ti -6 al -7 nb, ti -5 al -2. 5fe och andra V-fria andra generationens biomedicinska titanlegeringar. Al -elementet i ovanstående legeringar har emellertid inte ersatts, och många studier har visat att AL, som en kronisk ackumulativ neurotoxicitet, är en viktig faktor i induktionen av Alzheimers sjukdom. Meanwhile, although the modulus of elasticity of the first and second generation of medical titanium alloys (about 100 GPa) is substantially lower than that of stainless steel (190 GPa), it is still 4-10 times higher than that of bone (10-30 GPa), which will still cause "stress shielding", leading to bone resorption and loosening around the implant, which will seriously affect Långsiktiga implantationsresultat. Detta kommer allvarligt att påverka den långsiktiga implantationseffekten.
The United States and Japan were the first to start the development of the third generation of medical -type titanium alloys, the main means is to add Nb, Mo, Ta, Sn and other -stable, biocompatible elements, the first new low-modulus -type titanium alloys Ti-13Nb-13Zr was formally included in the international medical standards, and then the United States developed Ti -12 Mo -6 Zr -2 Fe Substoble -Type Titanium Alloys, som officiellt listades i de globala medicinska standarderna 2000, och USA är världens mest populära titanstyp. The titanium alloy Ti-12Mo-6Zr-2Fe sub-stabilized beta-type was subsequently developed in the United States, and in 2000, it was used to manufacture the femoral stem of the hip prosthesis system by Strker, which is a subsidiary of the world's largest orthopaedic specialty group, and has been clinically applied in Kina. Dessutom har Japan också utvecklat icke-toxiska lågmodul-titanlegeringar såsom ti -29 NB -13 TA -5 Zr och Kinas Institute of Metals, Chinese Academy of Sciences, forskare Hao Yulin's R & D-team utvecklade en ny typ av Low-Modulus -Ty-TYAN-TITAN-TITAN.
Genom den optimala utformningen av innehållet i -stabiliserande element, termomekanisk bearbetning för att kontrollera legeringen av legeringen och stabiliteten hos -fasen, kan du reglera den elastiska modulen för titanlegeringar, styrka och annan nyckelprestanda för användningen av titanlegeringar inom ett brett intervall. Scholars at home and abroad have developed nearly one hundred low modulus titanium alloys through the Mo amount, K stability coefficient, d-electron alloy theory, average electron concentration e\/a, first principles and molecular orbital theory and other methods of alloy composition design and prediction of organizational properties, and the alloy design ranges from the binary system to the six-member system, involving nearly 20 alloying elements. Enligt de olika huvudsakliga tillagda elementen kan de kategoriseras i Ti-mo-baserade, Ti-NB-baserade, Ti-ta-baserade, TI-ZR-baserade och så vidare. Ovanstående låga modul-titanlegeringar har i allmänhet god korrosionsbeständighet och biosäkerhet på grund av tillsats av icke-toxiska, lätt passiverade korrosionsbeständiga element. När det gäller elastisk modul, genom att reglera legeringselementen och värmebehandlingssystemet, kan den elastiska modulen regleras mellan 35GPa ~ 110GPa. Till exempel kan den elastiska modulen för ti -29 nb -13 ta -4. 6Zr -legering kan reduceras till 55GPa genom fast lösning av åldrande behandling; Införandet av element MO och MN i TI-ZR-systemet stabiliserar -fasen i TI-ZR-legeringen genom dess synergistiska effekt, och den elastiska modulen kan reduceras till 35,1 ~ 39,1 GPA, som i princip matchas med människokroppens benvävnader; och den substabila -typen ti -33 nb -4 SN-legering stabiliseras genom termomekanisk behandling, som kan justeras mellan 35GPa ~ 110GPa. 4SN-legering kan uppnå en bra matchning av ultra-låg elastisk modul (36 GPA) och hög styrka (853 MPa) genom termomekanisk behandling, som har en stor appliceringsperspektiv vid reparation av hård vävnad.
