Titanium Target Sputtering Target Ti Titanium Grade 1 Grade 2 Titanium Alloy Đối với sử dụng y tế

Titanium Target Sputtering Target Ti Titanium Grade 1 Grade 2 Titanium Alloy cho sử dụng y tế

Các mục tiêu phun titan, bao gồm lớp 1, lớp 2 và hợp kim titan, thường được sử dụng trong các quy trình lắng đọng phim mỏng như lớp phủ phun.và khả năng tương thích sinh học của titan làm cho nó lý tưởng cho một loạt các ứng dụng công nghiệp và y tếDưới đây là một cái nhìn chi tiết về các vật liệu này và việc sử dụng điển hình của chúng trong các ứng dụng phun và y tế:

Mục tiêu phun titan

Một mục tiêu phun là một vật liệu được sử dụng trong quá trình lắng đọng hơi vật lý (PVD) để lắng đọng các tấm mỏng trên nền.gây ra các nguyên tử hoặc phân tử bị phóng ra và lắng đọng trên chất nền.

• Các mục tiêu phun titan thường được sử dụng để lắng đọng các tấm titan mỏng trong điện tử, quang học và thiết bị y tế.
• Độ ổn định hóa học cao, khả năng tương thích sinh học và tỷ lệ sức mạnh-trọng lượng của titanium làm cho nó đặc biệt có giá trị cho các ứng dụng y tế và hàng không vũ trụ.

Các loại titan cho các ứng dụng thuốc xịt và y tế

Thể loại 1: Titanium tinh khiết thương mại (CP Ti)

• Thành phần: 99,5% titan (với một lượng nhỏ sắt và oxy).

• Tính chất cơ học:

  • Độ bền kéo: ~ 240 MPa (35 ksi)
  • Sức mạnh năng suất: ~ 170 MPa (25 ksi)
  • Chiều dài: tối thiểu 24%

• Đặc điểm:

  • Lớp 1 là lớp mềm nhất và dẻo dai nhất trong số tất cả các lớp titan, cung cấp khả năng hình thành và chống ăn mòn tuyệt vời.
  • Nó là dạng tinh khiết nhất của titan, cung cấp khả năng tương thích sinh học vượt trội cho các ứng dụng y tế.
  • Lớp 1 có khả năng hàn tuyệt vời và thường được sử dụng cho cấy ghép y tế và các thiết bị cần chống lại môi trường cơ thể khắc nghiệt mà không gây ra phản ứng bất lợi.

• Ứng dụng y tế:

  • Cấy ghép răng và cấy ghép chỉnh hình.
  • Công cụ phẫu thuật và đồ giả.
  • Đường dẫn bộ tăng nhịp tim, tấm xương, và vít.

• Ứng dụng phun:

  • Lớp phủ phim mỏng trong ngành công nghiệp điện tử và bán dẫn.
  • Lớp phủ chống ăn mòn cho các thiết bị y tế và cấy ghép.
  • Lớp phủ cho chất xúc tác và bề mặt chống mòn trong các ứng dụng công nghiệp khác nhau.

Thể loại 2: Titanium tinh khiết thương mại (CP Ti)

• Thành phần: 99% titan (với một lượng nhỏ sắt và oxy).

• Tính chất cơ học:

  • Độ bền kéo: ~ 400 MPa (58 ksi)
  • Sức mạnh năng suất: ~ 275 MPa (40 ksi)
  • Chiều dài: tối thiểu 20%

• Đặc điểm:

  • Lớp 2 có độ bền cao hơn lớp 1 trong khi duy trì khả năng chống ăn mòn và có thể hình thành tốt.
  • Nó cũng tương thích sinh học cao, làm cho nó phù hợp cho các thiết bị y tế tiếp xúc trực tiếp với cơ thể con người.

• Ứng dụng y tế:

  • Cấy ghép: được sử dụng cho cấy ghép chỉnh hình, thiết bị cột sống và cấy ghép răng.
  • Các dụng cụ phẫu thuật và thiết bị giả.
  • Các thành phần trong các thiết bị y tế như bộ tạo nhịp tim, khớp nhân tạo và vít xương.

• Ứng dụng phun:

  • Phim mỏng cho lớp phủ quang học, pin mặt trời và thiết bị bán dẫn.
  • Lớp phủ cho các thiết bị y tế như dụng cụ phẫu thuật và cấy ghép để cải thiện khả năng chống mòn, chống ăn mòn và tính thẩm mỹ của chúng.

Các hợp kim titan (ví dụ: Ti-6Al-4V)

• Thành phần: Thông thường 90% titan, 6% nhôm, 4% vanadi (Ti-6Al-4V là phổ biến nhất).

• Tính chất cơ học:

  • Độ bền kéo: ~ 900 MPa (130 ksi)
  • Sức mạnh năng suất: ~ 800 MPa (116 ksi)
  • Chiều dài: 10~15%

• Đặc điểm:

  • Các hợp kim titan như Ti-6Al-4V kết hợp khả năng chống ăn mòn vốn có của titan với độ bền cao và tính chất nhẹ.
  • Các hợp kim này mạnh hơn và cứng hơn các loại titan tinh khiết, làm cho chúng lý tưởng cho các ứng dụng y tế cấu trúc và chịu tải.
  • Chúng được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng y tế căng thẳng cao, nơi yêu cầu sức mạnh, khả năng chống mệt mỏi và khả năng tương thích sinh học.

• Ứng dụng y tế:

  • Cấy ghép chỉnh hình: như cấy ghép hông, cấy ghép đầu gối và mảng xương.
  • Cấy ghép răng và thiết bị hợp nhất cột sống.
  • Các thành phần hàng không vũ trụ cho các thiết bị y tế đòi hỏi độ bền cao và trọng lượng thấp.

• Ứng dụng phun:

  • Được sử dụng để lắng đọng màng mỏng trong điện tử, lớp phủ cho các thành phần hàng không vũ trụ và chất xúc tác.
  • Có thể được sử dụng để lắng đọng các tấm hợp kim titan cho các thiết bị y tế, chẳng hạn như cấy ghép phẫu thuật và cathode trong các ứng dụng điện hóa học.

Titanium trong sử dụng y tế

Titanium, đặc biệt là lớp 1 và lớp 2, được đánh giá cao trong lĩnh vực y tế và y sinh vì tính tương thích sinh học, độ bền và đặc tính nhẹ.Nó thường được sử dụng trong các thiết bị y tế vì nó không gây hại cho cơ thể và không có khả năng gây phản ứng dị ứng.

Các sử dụng y tế chính của titan:

1. Cấy ghép chỉnh hình: Titanium thường được sử dụng trong các ốc vít xương, tấm, thay thế khớp và cấy ghép cột sống vì nó bắt chước các tính chất của xương.
2. Cấy ghép răng: Tính tương thích sinh học và độ bền của titanium làm cho nó trở thành sự lựa chọn hoàn hảo cho cấy ghép răng đòi hỏi độ bền cao và chống ăn mòn.
3. Các dụng cụ y tế: Do khả năng chống ăn mòn của nó, các dụng cụ phẫu thuật, kim, vải vải vải và các dụng cụ y tế khác thường được làm từ titan hoặc hợp kim titan.
4. Các thiết bị giả: Titanium được sử dụng trong sản xuất chân giả và cấy ghép vì sự kết hợp của nó với trọng lượng nhẹ và sức mạnh.
5. Thiết bị tim mạch: Titanium được sử dụng trong sản xuất vỏ máy tăng nhịp tim, stent và van do bản chất không phản ứng trong cơ thể con người.
6. Lớp phủ chống mài mòn: Các mục tiêu phun titan có thể được sử dụng để lắng đọng lớp phủ mỏng trên các thiết bị y tế để tăng khả năng chống mài mòn, giảm ma sát và cải thiện khả năng tương thích sinh học.

Lợi thế của việc sử dụng titan trong các ứng dụng y tế

• Chống ăn mòn: Titanium tạo thành một lớp oxit thụ động bảo vệ nó khỏi ăn mòn trong chất lỏng cơ thể, làm cho nó lý tưởng cho cấy ghép và thiết bị y tế.
• Khả năng tương thích sinh học: Nó không độc hại và không gây ra phản ứng bất lợi khi tiếp xúc với mô sống.
• Sức mạnh và nhẹ: Titanium mạnh mẽ và nhẹ, làm cho nó lý tưởng cho cấy ghép cấu trúc cần chịu trọng lượng mà không thêm khối lượng không cần thiết.
• Độ bền: Cấy ghép titan có thể tồn tại trong nhiều thập kỷ trong cơ thể con người mà không bị phân hủy, điều này rất quan trọng đối với cấy ghép phải hoạt động trong thời gian dài.
• Không gây dị ứng: Titanium thường gây dị ứng thấp, điều này làm cho nó phù hợp với bệnh nhân nhạy cảm với kim loại.

Kết luận:

• Titanium lớp 1 và lớp 2 thường được sử dụng cho cấy ghép y tế và dụng cụ phẫu thuật do khả năng tương thích sinh học và chống ăn mòn của chúng.
• Các hợp kim titan như Ti-6Al-4V được sử dụng cho các ứng dụng cấu trúc hơn, nơi yêu cầu sức mạnh và khả năng chịu mệt mỏi cao hơn.
• Các mục tiêu phun titan được sử dụng trong lắng đọng phim mỏng cho một loạt các ứng dụng bao gồm các thiết bị y tế, điện tử và lớp phủ quang học.Tính tương thích sinh học và khả năng chống ăn mòn của titan làm cho nó lý tưởng để tăng hiệu suất và độ bền của cấy ghép y tế và thiết bị y sinh.

Các đặc điểm và lợi ích chính:

1. Tương thích sinh học:

   • Titanium là một trong những kim loại tương thích sinh học nhất, có nghĩa là nó có khả năng chống ăn mòn cao và không gây ra phản ứng bất lợi trong cơ thể con người.Điều này làm cho nó trở thành vật liệu được lựa chọn cho cấy ghép và các thiết bị y tế cần tiếp xúc trực tiếp với mô hoặc xương.

2. Sức mạnh và độ bền:

   • Titanium được biết đến với tỷ lệ sức mạnh-trọng lượng tuyệt vời của nó, có nghĩa là các thiết bị y tế được làm từ titanium vừa nhẹ vừa bền.Điều này làm cho đĩa titan phù hợp cho các ứng dụng chịu tải như thay thế khớp, cấy ghép cột sống, và cấy ghép răng.

3. Kháng ăn mòn:

   • Titanium có khả năng chống ăn mòn cao, đặc biệt là trong môi trường sinh học. Điều này rất quan trọng đối với cấy ghép hoặc thiết bị tiếp xúc với chất lỏng cơ thể trong thời gian dài.

4. Không phản ứng với chất lỏng cơ thể:

   • Do bản chất không phản ứng của nó, titan an toàn để sử dụng trong các ứng dụng y tế liên quan đến tiếp xúc lâu dài với máu, muối và các chất lỏng khác của cơ thể.

5. Tùy chỉnh đường kính và độ dày:

   • Với đường kính từ 150mm đến 1300mm, các đĩa titan này có thể được tùy chỉnh để đáp ứng nhu cầu cụ thể của các ứng dụng y tế.tùy thuộc vào các yêu cầu của ứng dụng.

Ứng dụng của đĩa titan tròn y tế:

1. Cấy ghép y tế:

   • Cấy ghép chỉnh hình: Các đĩa titan có thể được sử dụng như là các bộ phận thay thế khớp, chẳng hạn như cho hông, đầu gối hoặc cột sống.hoặc cách giữa xương sống.
   • Cấy ghép răng: Titanium được sử dụng rộng rãi trong cấy ghép răng, và các đĩa này có thể được sử dụng để tạo vương miện răng, trụ cột và các bộ phận khác của răng giả.

2. Các dụng cụ phẫu thuật:

   • Các đĩa titan có thể được chế biến thành các công cụ phẫu thuật khác nhau, chẳng hạn như lưỡi dao cắt, thép vải, kẹp và khoan.Tính bền và chống mòn của titan làm cho nó lý tưởng cho các dụng cụ cần duy trì độ sắc nét và chức năng.

3. Thiết bị giả:

   • đĩa titan có thể phục vụ như là vật liệu cơ bản cho chân tay và khớp giả. tính chất nhẹ và mạnh mẽ của chúng làm cho chúng lý tưởng để sản xuất các thành phần như đầu gối giả,tay tay, hoặc khớp hông.

4. Các tấm và vít phẫu thuật:

   • Các đĩa titan đôi khi được sử dụng trong việc tạo ra các tấm phẫu thuật, vít và thanh để cố định xương trong phẫu thuật chỉnh hình.Các thành phần này thường được tùy chỉnh kích thước và hình dạng để phù hợp với nhu cầu cụ thể của bệnh nhân.

5. Thay thế và tái tạo xương:

   • Trong phẫu thuật tái tạo, đĩa titan có thể được sử dụng như là giàn giáo để tái tạo xương.cho phép mô xương phát triển và liên kết với cấy ghép theo thời gian.

6. Ứng dụng tim mạch:

   • Các đĩa titan có thể được sử dụng trong việc tạo ra các thành phần cho cấy ghép tim mạch, chẳng hạn như van tim hoặc stent mạch máu.Tính tương thích sinh học của chúng đảm bảo chúng hoạt động an toàn trong hệ thống tuần hoàn.

7. Lớp phủ y tế:

   • Các đĩa titan có thể được sử dụng làm mục tiêu trong các quy trình phun để lắng đọng lớp phủ tương thích sinh học trên các thiết bị y tế hoặc cấy ghép khác.Các lớp phủ có thể bao gồm các lớp oxit titan (TiO2) hoặc các vật liệu khác cải thiện tính chất bề mặt của cấy ghép.

Các loại titan:

Titanium được phân loại thành một số lớp dựa trên thành phần, tính chất cơ học và độ tinh khiết của nó.Các hợp kim titan được sử dụng phổ biến nhất và các loại được chỉ định bởi các tiêu chuẩn ASTM (Hiệp hội Mỹ về Kiểm tra và Vật liệu) và ISO (Tổ chức Tiêu chuẩn hóa Quốc tế)Dưới đây là một cái nhìn tổng quan về các loại titan chính và các sử dụng điển hình của chúng:

1. Lớp 1: Titanium tinh khiết thương mại (CP Ti)

• Thành phần: 99,5% titan (với một lượng nhỏ sắt, oxy và các tạp chất khác).
• Tính chất cơ học:
  • Độ bền kéo: ~ 240 MPa (35 ksi)
  • Sức mạnh năng suất: ~ 170 MPa (25 ksi)
  • Chiều dài: tối thiểu 24%
• Đặc điểm:
  • Lớp 1 là lớp mềm nhất và dẻo dai nhất trong tất cả các lớp titan, cung cấp khả năng chống ăn mòn và có thể hình thành tuyệt vời.
  • Nó có khả năng hàn tốt nhất và dễ dàng gia công, làm cho nó lý tưởng cho các ứng dụng đòi hỏi hình dạng phức tạp.
• Ứng dụng:
  • Xử lý hóa học (ví dụ: bể, đường ống và bộ trao đổi nhiệt).
  • Môi trường biển (ví dụ như thiết bị khử muối).
  • Cấy ghép y tế (ví dụ: cấy ghép răng, thiết bị giả và dụng cụ phẫu thuật).
  • Các thành phần hàng không vũ trụ nơi sức mạnh không phải là một yếu tố quan trọng.

2. lớp 2: Titanium tinh khiết thương mại

• Thành phần: 99% titan (với một lượng nhỏ sắt, oxy và các tạp chất khác).
• Tính chất cơ học:
  • Độ bền kéo: ~ 400 MPa (58 ksi)
  • Sức mạnh năng suất: ~ 275 MPa (40 ksi)
  • Chiều dài: tối thiểu 20%
• Đặc điểm:
  • Sức mạnh cao hơn lớp 1, có khả năng hình thành tốt và khả năng chống ăn mòn tuyệt vời.
  • Lớp 2 là loại titan tinh khiết được sử dụng rộng rãi nhất trong thương mại do sự cân bằng của nó về độ bền, độ dẻo dai và khả năng chống ăn mòn.
• Ứng dụng:
  • Các bộ phận hàng không vũ trụ (ví dụ: thân máy bay, cánh, ống xả).
  • Thiết bị hải quân và chế biến hóa chất.
  • Cấy ghép y tế (ví dụ: cấy ghép chỉnh hình, mảng xương).

3. lớp 3: Titanium tinh khiết thương mại

• Thành phần: 98,5% titan (với một lượng nhỏ sắt, oxy và các tạp chất khác).
• Tính chất cơ học:
  • Độ bền kéo: ~ 450 MPa (65 ksi)
  • Sức mạnh năng suất: ~ 350 MPa (51 ksi)
  • Chiều dài: tối thiểu 18%
• Đặc điểm:
  • Cung cấp sức mạnh cao hơn lớp 1 và 2 trong khi duy trì khả năng chống ăn mòn tốt.
  • Khó hình thành hơn lớp 1 và 2 do tăng độ bền.
• Ứng dụng:
  • Các cấu trúc và thành phần của máy bay khi cần thêm sức mạnh nhưng trọng lượng phải được giảm đến mức tối thiểu.
  • Môi trường biển và chế biến hóa học (ví dụ: bộ trao đổi nhiệt, bình phản ứng).

4. lớp 4: Titanium tinh khiết thương mại

• Thành phần: 99% titan (với một lượng nhỏ sắt, oxy và các tạp chất khác).
• Tính chất cơ học:
  • Độ bền kéo: ~ 550 MPa (80 ksi)
  • Sức mạnh năng suất: ~ 480 MPa (70 ksi)
  • Chiều dài: tối thiểu 15%
• Đặc điểm:
  • Thể loại 4 là mạnh nhất trong các lớp tinh khiết thương mại.
  • Nó có khả năng chống ăn mòn tuyệt vời nhưng khó hàn và hình thành hơn so với lớp 1 ¢ 3.
• Ứng dụng:
  • Hàng không vũ trụ: được sử dụng trong các thành phần cấu trúc nơi cả sức mạnh và khả năng chống ăn mòn đều cần thiết.
  • Xử lý hóa học và các ứng dụng trên biển (đặc biệt là nơi yêu cầu độ bền cao).

5. Thể loại 5: Ti-6Al-4V (Ti-tan hợp kim)

• Thành phần: 90% titan, 6% nhôm, 4% vanadium.
• Tính chất cơ học:
  • Độ bền kéo: ~ 900 MPa (130 ksi)
  • Sức mạnh năng suất: ~ 800 MPa (116 ksi)
  • Chiều dài: 10~15%
• Đặc điểm:
  • Hợp kim alpha-beta, cung cấp sức mạnh cao, trọng lượng nhẹ và khả năng chống ăn mòn tuyệt vời.
  • Lớp này có khả năng hàn và có thể hình thành tốt nhưng vẫn khó chế biến hơn so với các lớp tinh khiết thương mại.
• Ứng dụng:
  • Không gian: cho động cơ máy bay, khung máy bay, xe hạ cánh và các bộ phận cấu trúc máy bay.
  • Cấy ghép y tế: được sử dụng để thay thế hông, mảng xương và cấy ghép răng.
  • Môi trường biển: đặc biệt là trong các thành phần căng thẳng cao.
  • Thiết bị thể thao: xe đạp hiệu suất cao, gậy golf, vv

6. lớp 7: Ti-0,2Pd (Tian hợp kim)

• Thành phần: 0,2% palladium, titanium cân bằng.
• Tính chất cơ học:
  • Tương tự như lớp 2 về độ bền nhưng có khả năng chống ăn mòn cao hơn, đặc biệt là đối với clo và nước biển.
• Đặc điểm:
  • Thêm palladium cho hợp kim này tăng khả năng chống lại một số môi trường clorua.
• Ứng dụng:
  • Xử lý hóa học: được sử dụng trong môi trường ăn mòn cao, chẳng hạn như sản xuất clo và lò phản ứng hóa học.

7. lớp 9: Ti-3Al-2.5V (Ti-tan hợp kim)

• Thành phần: 3% nhôm, 2,5% vanadium, titan cân bằng.
• Tính chất cơ học:
  • Độ bền kéo: ~ 600 MPa (87 ksi)
  • Sức mạnh năng suất: ~ 550 MPa (80 ksi)
  • Chiều dài: tối thiểu 15%
• Đặc điểm:
  • Một hợp kim alpha-beta với sự cân bằng tốt về sức mạnh, khả năng hình thành và khả năng chống ăn mòn.
• Ứng dụng:
  • Hàng không vũ trụ: các thành phần cấu trúc máy bay.
  • Cấy ghép y tế: mảng xương và cấy ghép răng.
  • Thiết bị thể thao và phụ tùng ô tô.

8. Thể loại 12: Ti-0,3Mo-0,8Ni (Tian hợp kim)

• Thành phần: 0,3% molybden, 0,8% niken, titan cân bằng.
• Tính chất cơ học:
  • Độ bền kéo: ~ 620 MPa (90 ksi)
  • Sức mạnh năng suất: ~ 550 MPa (80 ksi)
  • Chiều dài: tối thiểu 15%
• Đặc điểm:
  • Chống ăn mòn tuyệt vời trong cả môi trường axit lưu huỳnh và clorua.
  • Sức mạnh và dễ hình thành hơn các loại titan tinh khiết.
• Ứng dụng:
  • Các ngành công nghiệp chế biến thủy sản và hóa học, bao gồm cả xe tăng và bộ trao đổi nhiệt.
  • Ứng dụng hàng không vũ trụ.

9. lớp 23: Ti-6Al-4V ELI (Extra Low Interstitial)

• Thành phần: 90% titan, 6% nhôm, 4% vanadium (tương tự như lớp 5, nhưng có mức độ các nguyên tố giữa thấp hơn).
• Tính chất cơ học:
  • Độ bền kéo: ~ 880 MPa (128 ksi)
  • Sức mạnh năng suất: ~ 780 MPa (113 ksi)
  • Chiều dài: 10~15%
• Đặc điểm:
  • Hàm lượng giữa thấp để cải thiện độ dẻo dai và độ bền gãy, làm cho nó lý tưởng cho các ứng dụng y tế nơi khả năng chống mệt mỏi và độ tin cậy lâu dài là rất quan trọng.
• Ứng dụng:
  • Cấy ghép y tế (ví dụ như cấy ghép chỉnh hình và nha khoa).
  • Ứng dụng hàng không vũ trụ và hiệu suất cao.

Kết luận:

Các mục tiêu phun hợp kim titan, bao gồm hợp kim TiAl, là các vật liệu linh hoạt được sử dụng rộng rãi cho các ứng dụng sơn trong các ngành công nghiệp từ hàng không vũ trụ đến điện tử và y sinh.Những vật liệu này cung cấp các tính chất đặc biệt như sức mạnh, khả năng chống ăn mòn, khả năng tương thích sinh học và khả năng mòn, làm cho chúng lý tưởng cho các ứng dụng đòi hỏi đòi hỏi các tấm mỏng bền, hiệu suất cao.Khi chọn mục tiêu phun titan, các yếu tố như thành phần hợp kim, độ tinh khiết và hình học mục tiêu phải được xem xét để đạt được kết quả tối ưu trong quá trình phun.