CN1332717C - 外科植入物用医用钛合金 - Google Patents

外科植入物用医用钛合金 Download PDF

Info

Publication number
CN1332717C
CN1332717C CNB2004100204999A CN200410020499A CN1332717C CN 1332717 C CN1332717 C CN 1332717C CN B2004100204999 A CNB2004100204999 A CN B2004100204999A CN 200410020499 A CN200410020499 A CN 200410020499A CN 1332717 C CN1332717 C CN 1332717C
Authority
CN
China
Prior art keywords
titanium
kilograms
palladium
present
niobium
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CNB2004100204999A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1569250A (zh
Inventor
蒋志
兰羽
李海涛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
DALIAN SUNNY TITANIUM INDUSTRY Co Ltd
Original Assignee
DALIAN SUNNY TITANIUM INDUSTRY Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by DALIAN SUNNY TITANIUM INDUSTRY Co Ltd filed Critical DALIAN SUNNY TITANIUM INDUSTRY Co Ltd
Priority to CNB2004100204999A priority Critical patent/CN1332717C/zh
Publication of CN1569250A publication Critical patent/CN1569250A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1332717C publication Critical patent/CN1332717C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

本发明公开了一种合金材料，其特征在于，它是由钛(Ti)、铌(Nb)、锆(Zr)、钯(Pd)组成的，各组分所占的重量百分比如下：铌(Nb)(22～32)%，锆(Zr)(4～12)%，钯(Pd)(0.1～0.2)%，钛(Ti)余量。与现有技术相对比本发明的产品具有如下优点：1.良好的生物相容性，2.弹性模量低(30%～35%)，具有更好的生物力学相容性，3.良好综合力学性能，其中：冲击韧性(ak)高(40%)，疲劳极限(σ-1)高(12%)，断裂韧性(K1c)高(10%)，4.具有更好的加工工艺性能，热加工温度低(150℃～200℃)，延伸率(δ)高(30%)，断后收缩率(φ)高(40%)，5.具有优异的耐腐蚀性能，在生理盐水溶液中，腐蚀速率小于0.0001mm/a。

Description

外科植入物用医用钛合金
技术领域：
本发明涉及一种有色金属材料，特别是一种生物性能好，耐腐蚀性优异，并有良好工艺成型性的外科植入物用医用钛合金。
技术背景
钛合金由于具有高比强、耐蚀性、生物相容性好等优点，做为接骨板、接骨螺钉、矫形棒、人工骨、关节假体、脊柱固定等外科植入器械在临床上的应用正在呈逐步上升趋势，但钛工业发展历史较短，医用钛合金品种很少，目前可供临床选择的品种主要是不同级别的商业纯钛和Ti6Al4V合金。纯钛强度偏低，不能制做承力较大的植入器械，Ti6Al4V是从航空工业移植到医学的，在应用上存在着强度偏高、工艺性能差、含有毒性组元钒，生物相容性不理想等问题。近年来开始用于临床的瑞典研发的Ti6Al7Nb和德国研发的Ti-5Al-2.5Fe二个医用钛合金，除了以Nb和Fe代V外，其它性能与Ti6Al4V合金相比没有改进。
发明内容
本发明的目的是提供一种生物相容性、耐蚀性优异，综合力学性能和工艺成型性能更好的高强度、低模量外科植入物用医用钛合金。
本发明的技术解决方案是：一种外科植入物用医用钛合金，具特征在于，它是由钛(Ti)、铌(Nb)、锆(Zr)、钯(Pd)组成的，各组分所占的重量百分比如下：铌(Nb)(22～32)％，锆(Zr)(4～12)％，钯(Pd)(0.1～0.2)％，钛(Ti)余量。
所述的各组分所占的重量百分比可为：铌(Nb)(26～28)％，锆(Zr)(7～9)％，  钯(Pd)(0.14～0.16)％，钛(Ti)余量。
本发明与现有技术相对比具有如下优点：1、良好的生物相容性，2、弹性模量低(30％～35％)，具有更好的生物力学相容性，3、良好综合力学性能，其中：冲击韧性(ak)高(40％)，疲劳极限(σ-1)高(12％)，断裂韧性(K1c)高(10％)，4、具有更好的加工工艺性能，热加工温度低(150℃～200℃)，延伸率(6)高(30％)，断后收缩率()高(40％)，5、具有优异的耐腐蚀性能，在生理盐水溶液中，腐蚀速率小于0.0001mm/a。
具体实施方式：
实施例1：
采用一级小颗粒海绵钛、原子能级海绵锆、上业钯粉以及铌-钛的中间合金进行配料，各组分的设计质量分别为：钛(Ti)64.85千克，铌(Nb)27千克，锆(Zr)8千克，钯(Pd)0.15千克。制成电极，然后采用真空自耗电弧炉熔炼，并在800～1050℃进行压加，加工成15～30mm的棒材，700～900℃固溶处理，450～650℃时效。上述加工工艺按现有技术的方法进行即可。
实施例2：
采用一级小颗粒海绵钛、原子能级海绵锆、工业钯粉以及铌-钛的中间合金进行配料，各组分的设计质量分别为：钛(Ti)55.8千克，铌(Nb)32千克，锆(Zr)12于克，钯(Pd)0.2千克。制成电极，然后采用真空自耗电弧炉熔炼，并在800～1050℃进行压加，加工成15～30mm的棒材，700～900℃固溶处理，450～650℃时效。上述加工工艺按现有技术的方法进行即可。
实施例3：
采用一级小颗粒海绵钛、原子能级海绵锆、工业钯粉以及铌-钛的中间合金进行配料，各组分的设计质量分别为：钛(Ti)72千克，铌(Nb)22于克，锆(Zr)5.83千克，钯(Pd)0.17千克。制成电极，然后采用真空自耗电弧炉熔炼，并在800～1050℃进行压加，加工成15～30mm的棒材，700～900℃固溶处理，450～650℃时效。上述加工工艺按现有技术的方法进行即可。
实施例4：
采用一级小颗粒海绵钛、原子能级海绵锆、工业钯粉以及铌-钛的中间合金进行配料，各组分的设计质量分别为：钛(Ti)67.88千克，铌(Nb)28千克，锆(Zr)4千克，钯(Pd)0.12千克。制成电极，然后采用真空自耗电弧炉熔炼，并在800～1050℃进行压加，加工成15～30mm的棒材，700～900℃固溶处理，450～650℃时效。上述加工工艺按现有技术的方法进行即可。
实施例5：
采用一级小颗粒海绵钛、原子能级海绵锆、工业钯粉以及铌-钛的中间合金进行配料，各组分的设计质量分别为：钛(Ti)69.9千克，铌(Nb)25千克，锆(Zr)5千克，钯(Pd)0.1千克。制成电极，然后采用真空自耗电弧炉熔炼，并在800～1050℃进行压加，加工成15～30mm的棒材，700～900℃固溶处理，450～650℃时效。上述加工工艺按现有技术的方法进行即可。
实施例6：
采用一级小颗粒海绵钛、原子能级海绵锆、工业钯粉以及铌-钛的中间合金进行配料，各组分的设计质量分别为：钛(Ti)73.9千克，铌(Nb)22千克，锆(Zr)4千克，钯(Pd)0.1千克。制成电极，然后采用真空自耗电弧炉熔炼，并在800～1050℃进行压加，加工成15～30mm的棒材，700～900℃固溶处理，450～650℃时效。上述加工工艺按现有技术的方法进行即可。
实施例7：
采用一级小颗粒海绵钛、原子能级海绵锆、工业钯粉以及铌-钛的中间合金进行配料，各组分的设计质量分别为：钛(Ti)57.87千克，铌(Nb)32千克，锆(Zr)10千克，钯(Pd)0.13千克。制成电极，然后采用真空自耗电弧炉熔炼，并在800～1050℃进行压加，加工成15～30mm的棒材，700～900℃固溶处理，450～650℃时效。上述加工工艺按现有技术的方法进行即可。
实施例8：
采用一级小颗粒海绵钛、原子能级海绵锆、工业钯粉以及铌-钛的中间合金进行配料，各组分的设计质量分别为：钛(Ti)63.81千克，铌(Nb)24千克，锆(Zr)12千克，钯(Pd)0.19千克。制成电极，然后采用真空自耗电弧炉熔炼，并在800～1050℃进行压加，加工成15～30mm的棒材，700～900℃固溶处理，450～650℃时效。上述加工工艺按现有技术的方法进行即可。
实施例9：
采用一级小颗粒海绵钛、原子能级海绵锆、工业钯粉以及铌-钛的中间合金进行配料，各组分的设计质量分别为：钛(Ti)64.8千克，铌(Nb)27千克，锆(Zr)8千克，钯(Pd)0.2千克。制成电极，然后采用真空自耗电弧炉熔炼，并在800～1050℃进行压加，加工成15～30mm的棒材，700～900℃固溶处理，450～650℃时效。上述加工工艺按现有技术的方法进行即可。
实施例10：
采用一级小颗粒海绵钛、原子能级海绵锆、工业钯粉以及铌-钛的中间合金进行配料，各组分的设计质量分别为：钛(Ti)61.02千克，铌(Nb)28千克，锆(Zr)9千克，钯(Pd)0.16千克，总重为100千克。制成电极，然后采用真空自耗电弧炉熔炼，并在800～1050℃进行压加，加工成15～30mm的棒材，700～900℃固溶处理，450～650℃时效。上述加工工艺按现有技术的方法进行即可。
因原料中含有少量杂质，钛的量不能完全确定，故权利要求书中钛的选择为余量。
利用本发明的产品可做外科植入物材料，也可用作眼镜架材料、弹簧材料、化工和海洋开发耐腐蚀结构材料。
本发明的材料主要力学性能见表1。
表1  本发明材料的力学性能(棒材)
本发明的材料耐蚀性能见表2。表2本发明材料的耐腐蚀性能
(37℃Ringer’s模拟人体体液)
合金     发明合金TNZP     Ti  Ti6Al7Nb     Ti6Al4V
腐蚀特征参数 自腐蚀电位Ecorr(v)     -0.175     -0.285     -0.245     -0.265
钝化电流密度Io(MA/cm2)     14     322     174     268
本发明的材料与现有医用Ti6Al4V等合金比较见表3。
表3本发明的材料与现有合金性能比较
Figure C20041002049900071

Claims (1)

1、一种外科植入物用医用钛合金，其特征在于：它是由钛和铌和锆和钯组成的，各组分配比为：
名  称    重量百分比
铌(Nb)    26～28％
锆(Zr)    7～9％
钯(Pd)    0.14～0.16％
钛(Ti)    余量。
CNB2004100204999A 2004-04-29 2004-04-29 外科植入物用医用钛合金 Expired - Fee Related CN1332717C (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB2004100204999A CN1332717C (zh) 2004-04-29 2004-04-29 外科植入物用医用钛合金

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB2004100204999A CN1332717C (zh) 2004-04-29 2004-04-29 外科植入物用医用钛合金

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1569250A CN1569250A (zh) 2005-01-26
CN1332717C true CN1332717C (zh) 2007-08-22

Family

ID=34479721

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2004100204999A Expired - Fee Related CN1332717C (zh) 2004-04-29 2004-04-29 外科植入物用医用钛合金

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN1332717C (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8603181B2 (en) * 2000-01-30 2013-12-10 Dimicron, Inc Use of Ti and Nb cemented in TiC in prosthetic joints
CN100415914C (zh) * 2006-09-29 2008-09-03 北京科技大学 一种模量可调型矫牙用钛合金及其制备工艺
CN101886191B (zh) * 2010-07-14 2011-10-12 南京信息工程大学 一种耐蚀耐磨钛合金及其制备方法
CN108130449A (zh) * 2017-12-25 2018-06-08 大连三生科技发展有限公司 一种牙种植体用钛合金及其制备方法
CN109259879A (zh) * 2018-09-28 2019-01-25 江阴金泰克生物技术有限公司 钛合金一段式即刻修复牙种植体及其制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5904480A (en) * 1995-05-30 1999-05-18 Ormco Corporation Dental and orthodontic articles of reactive metals
CN1490421A (zh) * 2003-08-08 2004-04-21 西北有色金属研究院 一种血管支架用β型钛合金
CN1490422A (zh) * 2003-08-08 2004-04-21 西北有色金属研究院 一种外科植入件用β型钛合金

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5904480A (en) * 1995-05-30 1999-05-18 Ormco Corporation Dental and orthodontic articles of reactive metals
CN1490421A (zh) * 2003-08-08 2004-04-21 西北有色金属研究院 一种血管支架用β型钛合金
CN1490422A (zh) * 2003-08-08 2004-04-21 西北有色金属研究院 一种外科植入件用β型钛合金

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
钛合金医用植入物材料的研究及应用 冯颖芳等，稀有金属，第5卷第25期 2001 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN1569250A (zh) 2005-01-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Weng et al. Effects of selected metallic and interstitial elements on the microstructure and mechanical properties of beta titanium alloys for orthopedic applications
Song et al. Theoretical study of the effects of alloying elements on the strength and modulus of β-type bio-titanium alloys
US4857269A (en) High strength, low modulus, ductile, biopcompatible titanium alloy
KR100971649B1 (ko) 저탄성계수를 갖는 베타계 타이타늄 합금
CN101768685B (zh) 一种生物医用钛铌基形状记忆合金及其制备、加工和应用方法
CN110423933A (zh) 一种生物医用Ti-Zr-Hf-Nb-Ta系高熵合金及制备方法
EP1206587A1 (en) Nb-ti-zr-mo alloys for medical and dental devices
CN101003873A (zh) 低弹性模量β型Ti－Nb－Zr合金、制备方法及应用
CN101696480A (zh) 无镍生物医用钛合金Ti-Nb-Zr材料及其制备方法
CN105349839B (zh) 一种低弹性模量β-Zr型生物医用合金及其制备方法
CN108411157B (zh) 一种低弹性模量新型医用锆合金及其设计方法
CN101721742A (zh) 一种生物涂层及涂覆该生物涂层的牙弓丝
CN101760668B (zh) 一种低弹性模量的生物医用钛合金
CN1332717C (zh) 外科植入物用医用钛合金
CN101225489A (zh) Ti-Mo-Sn-Al系钛合金及其制备方法
Abd-Elaziem et al. Titanium-Based alloys and composites for orthopedic implants Applications: A comprehensive review
CN107075616B (zh) 具有高强度和超低弹性模量的钛合金
Ahmad et al. A brief review on the properties of titanium as a metallic biomaterials
CN1323181C (zh) 一种高强度低模量生物医用钛合金
CN1323180C (zh) 齿科医用钛合金
JP4212945B2 (ja) 機能性医療機器及びその製造方法
CN113136503B (zh) 一种生物医用TiNb基钛合金及其制备方法
CN106676323A (zh) 一种高Mo含量的生物医用β‑钛合金及其制备方法
CN104745878B (zh) 一种中等强度柔性窄滞后的NiTiWCu四元合金及其制备方法和应用
RO131226A2 (ro) Procedeu de obţinere bioaliaj de titan cu proprietăţi superelastice pentru implanturi portante

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20070822

Termination date: 20190429