Ti-6Al-4V ELI मिश्र धातु (एएसटीएम F136)
Ti-6Al-4V ELI मिश्र धातु (ASTM F136) में अच्छे यांत्रिक गुण हैं, लेकिन जारी वैनेडियम और एल्युमीनियम से संभवतः विषाक्त प्रभाव प्रदर्शित होता है। इस कारण से, बायोमेडिकल अनुप्रयोगों के लिए वैनेडियम और एल्यूमीनियम-मुक्त Ti-आधारित मिश्र धातु प्रस्तावित की गई है।
चिकित्सा उपकरणों के लिए सामग्री का चयन यांत्रिक गुणों, रासायनिक संरचना और जैव अनुकूलता पर आधारित होता है। तकनीकी मानक एएसटीएम एफ-136/आईएसओ 5832-3 सर्जिकल प्रत्यारोपण के निर्माण में उपयोग किए जाने वाले टीआई ग्रेड 23 (टीआई6एएल4वी ईएलआई मिश्र धातु, अतिरिक्त कम अंतरालीय) के लिए यांत्रिक गुणों और रासायनिक संरचना आवश्यकताओं को शामिल करता है।
Ti6Al4V ELI मिश्र धातु में अच्छे यांत्रिक गुण हैं, लेकिन जारी वैनेडियम और एल्यूमीनियम से संभवतः विषाक्त प्रभाव प्रदर्शित होता है। इस कारण से, बायोमेडिकल अनुप्रयोगों के लिए वैनेडियम- और एल्युमीनियम-मुक्त Ti{5}आधारित मिश्रधातुओं का प्रस्ताव किया गया है।
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रासायनिक संरचना
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एएसटीएम एफ136 |
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| संघटन |
एएसटीएम एफ136 |
| नाइट्रोजन | 0.05 अधिकतम |
| कार्बन | 0.08 अधिकतम |
| हाइड्रोजन | 0.012 अधिकतम* |
| लोहा | 0.25 अधिकतम |
| ऑक्सीजन | 0.13 अधिकतम |
| अल्युमीनियम | 5.50 - 6.50 |
| वैनेडियम | 3.50 - 4.50 |
| टाइटेनियम | संतुलन |
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*सामग्री 0.813 मिमी [0.032 इंच] और उससे कम में हाइड्रोजन सामग्री 0.0150% तक हो सकती है। |
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भौतिक गुण
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मीट्रिक |
अंग्रेज़ी |
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| घनत्व | 4.43 ग्राम/सेमी³ | 0.160 पाउंड/इंच³ |
| लोच का मापांक | 105 जीपीए | 15.2 एमपीएसआई |
| विद्युत प्रतिरोधकता | 1750 µओम*मिमी | 68.9 µओम*इंच |
| ऊष्मीय चालकता | 0.865 डब्लू/(एम* डिग्री) |
6.0 बीटीयू*इंच/(घंटा*फीट²*एफ) |
| थर्मल विस्तार का गुणांक | 8.64 µm/(m* डिग्री) | 4.8 µin/(इंच*डिग्रीF) |
*मानों की गणना 22 पर की गईडिग्री [72 डिग्री एफ].
यांत्रिक विशेषताएं
| आकार |
अंतिम तन्यता ताकत (गलत) |
उपज शक्ति* (न्यूनतम) | 4D बढ़ाव** (मिनट) % |
| < 4.75 mm [< 0.187 in] |
860 एमपीए [125 केएसआई] | 795 एमपीए [115 केएसआई] | 10 |
| 4.75 मिमी - 6.35 मिमी [0.187 इंच - 0.0250 इंच] |
860 एमपीए [125 केएसआई] | 795 एमपीए [115 केएसआई] | 10 |
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* 2% ऑफसेट |
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Ti 6Al-4V ELI एक अल्फा{5}}बीटा मिश्र धातु है जिसमें 6% एल्युमीनियम, 4% वैनेडियम और एक्स्ट्रा-लो इंटरस्टिशियल्स (ELI) होता है। लचीलापन और फ्रैक्चर कठोरता में सुधार के लिए पिघलने की प्रक्रिया के दौरान लोहे और ऑक्सीजन जैसे अंतरालीय तत्वों को कसकर नियंत्रित किया जाता है।
वर्तमान में, दंत प्रत्यारोपण निर्माता हड्डी की कोशिकाओं और डिवाइस के बीच संपर्क को अनुकूलित करने के लिए सतह के उपचार के साथ व्यावसायिक रूप से शुद्ध टाइटेनियम (Ti G2 और Ti G4) और Ti-6Al-4V मिश्र धातु (Ti G5) का उपयोग करते हैं। हड्डी की कोशिकाओं और दंत प्रत्यारोपण सतहों के बीच की इस बातचीत को ऑसियोइंटीग्रेशन कहा जाता है।
हालाँकि, Ti G2 और Ti G4 का उपयोग उन चिकित्सा अनुप्रयोगों में नहीं किया जाता है जिनमें उच्च तनाव शामिल होता है, जैसे कि आर्थोपेडिक कृत्रिम अंग और संकीर्ण दंत प्रत्यारोपण।
आर्थोपेडिक अनुप्रयोगों के लिए, Cr-Co, स्टेनलेस स्टील, और Ti G5 (Ti-6Al-4V मिश्र धातु) अपने उच्च यांत्रिक प्रतिरोध के कारण पसंदीदा विकल्प हैं। ये मिश्रधातुएं लंबे समय तक हड्डी के ऊतकों तक भार संचरण सुनिश्चित करती हैं, जो तब आवश्यक होता है जब क्षतिग्रस्त कठोर ऊतकों को कृत्रिम अंग द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है।
आवेदन
ग्रेड 23 Ti 6Al 4V ELI मिश्र धातु का उपयोग निम्नलिखित क्षेत्रों में किया जाता है:
- सर्जिकल प्रत्यारोपण
- विमान के घटक
- सरंचनात्मक घटक
- विभिन्न प्रकार के खारे पानी के अनुप्रयोगों में
- उच्च दबाव वाले क्रायोजेनिक वाहिकाओं में -320 डिग्री तक
- ऐसे अनुप्रयोगों में जिनमें उत्कृष्ट फ्रैक्चर क्रूरता और थकान शक्ति की आवश्यकता होती है।
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