Titane cible de pulvérisation cible Ti titane de grade 1 de grade 2 alliage de titane à usage médical

Titane cible cible de pulvérisation Ti Titane de grade 1 de grade 2 alliage de titane à usage médical

Les cibles de pulvérisation au titane, y compris la classe 1, la classe 2 et l'alliage de titane, sont couramment utilisées dans les processus de dépôt de films minces tels que le revêtement par pulvérisation.Le titane est un matériau très résistant à l'usure et à la corrosion.Vous trouverez ci-dessous un aperçu détaillé de ces matériaux et de leurs utilisations typiques dans le pulvérisation et les applications médicales:

Objectifs de pulvérisation au titane

Une cible de pulvérisation est un matériau utilisé dans les processus de dépôt de vapeur physique (PVD) pour déposer des films minces sur des substrats.provoquant l'éjection et le dépôt d'atomes ou de molécules sur un substrat.

• Les cibles de pulvérisation au titane sont couramment utilisées pour déposer des films minces de titane dans l'électronique, l'optique et les dispositifs médicaux.
• La haute stabilité chimique, la biocompatibilité et le rapport résistance/poids du titane le rendent particulièrement précieux pour les applications médicales et aérospatiales.

Grades de titane pour le pulvérisation et les applications médicales

Titane pur commercialisé (CP Ti)

• Composition: 99,5% de titane (avec de petites quantités de fer et d'oxygène).

• Propriétés mécaniques:

  • Résistance à la traction: ~ 240 MPa (35 ksi)
  • Résistance au rendement: ~ 170 MPa (25 ksi)
  • L'allongement: au moins 24%

• Caractéristiques:

  • La qualité 1 est la plus douce et la plus ductile de toutes les catégories de titane, offrant une excellente formabilité et une résistance à la corrosion.
  • Il s'agit de la forme la plus pure de titane, offrant une biocompatibilité supérieure pour des applications médicales.
  • Le grade 1 est extrêmement soudable et est souvent utilisé pour les implants et les dispositifs médicaux qui doivent résister à l'environnement corporel dur sans provoquer de réactions indésirables.

• Applications médicales:

  • Implants dentaires et orthopédiques.
  • Des outils chirurgicaux et des prothèses.
  • Des câbles de stimulateur cardiaque, des plaques osseuses et des vis.

• Applications de pulvérisation:

  • Les revêtements à couches minces dans les industries de l'électronique et des semi-conducteurs.
  • revêtements résistants à la corrosion pour les dispositifs médicaux et les implants.
  • Couches pour catalyseurs et surfaces résistantes à l'usure dans diverses applications industrielles.

Titane pur commercialisé (CP Ti)

• Composition: 99% de titane (avec de petites quantités de fer et d'oxygène).

• Propriétés mécaniques:

  • Résistance à la traction: ~ 400 MPa (58 ksi)
  • Résistance au rendement: ~ 275 MPa (40 ksi)
  • L'allongement: 20% au minimum

• Caractéristiques:

  • Le grade 2 a une résistance plus élevée que le grade 1 tout en conservant une bonne résistance à la corrosion et une bonne formabilité.
  • Il est également hautement biocompatible, ce qui le rend approprié pour les dispositifs médicaux en contact direct avec le corps humain.

• Applications médicales:

  • Implants: utilisés pour les implants orthopédiques, les dispositifs de la colonne vertébrale et les implants dentaires.
  • Instruments chirurgicaux et prothèses.
  • Composants des dispositifs médicaux tels que les stimulateurs cardiaques, les articulations artificielles et les vis osseuses.

• Applications de pulvérisation:

  • Des films minces pour les revêtements optiques, les cellules solaires et les dispositifs à semi-conducteurs.
  • Les revêtements destinés aux dispositifs médicaux tels que les outils chirurgicaux et les implants pour améliorer leur résistance à l'usure, leur résistance à la corrosion et leurs propriétés esthétiques.

Légures de titane (par exemple, Ti-6Al-4V)

• Composition: typiquement 90% de titane, 6% d'aluminium, 4% de vanadium (Ti-6Al-4V est le plus courant).

• Propriétés mécaniques:

  • Résistance à la traction: ~ 900 MPa (130 ksi)
  • Résistance au rendement: ~ 800 MPa (116 ksi)
  • L'allongement: 10 à 15%

• Caractéristiques:

  • Les alliages de titane tels que Ti-6Al-4V combinent la résistance à la corrosion inhérente au titane avec une résistance élevée et des propriétés légères.
  • Ces alliages sont plus résistants et plus durs que le titane pur, ce qui les rend idéales pour des applications médicales structurelles et supportantes.
  • Ils sont largement utilisés dans les applications médicales à haut stress où la résistance, la résistance à la fatigue et la biocompatibilité sont requises.

• Applications médicales:

  • Implants orthopédiques: tels que des prothèses de hanche, des implants de genou et des plaques osseuses.
  • Des implants dentaires et des dispositifs de fusion.
  • Composants de qualité aérospatiale destinés aux dispositifs médicaux nécessitant une résistance élevée et un faible poids.

• Applications de pulvérisation:

  • Utilisé pour le dépôt de films minces dans l'électronique, les revêtements pour les composants aérospatiaux et les catalyseurs.
  • Peut être utilisé pour déposer des films en alliage de titane pour les dispositifs médicaux, tels que les implants chirurgicaux et les cathodes dans les applications électrochimiques.

Titane utilisé en médecine

Le titane, en particulier les titres 1 et 2, est très apprécié dans les domaines médical et biomédical pour sa biocompatibilité, sa résistance et ses caractéristiques légères.Il est couramment utilisé dans les dispositifs médicaux car il n'est pas nocif pour le corps et n'est pas susceptible de provoquer des réactions allergiques..

Les principales utilisations médicales du titane:

1. Implants orthopédiques: Le titane est couramment utilisé dans les vis osseuses, les plaques, les prothèses articulaires et les implants vertébraux, car il imite les propriétés des os.
2. Implants dentaires: la biocompatibilité et la résistance du titane en font un choix parfait pour les implants dentaires qui nécessitent une grande durabilité et une résistance à la corrosion.
3. Instruments médicaux: En raison de sa résistance à la corrosion, les outils chirurgicaux, les aiguilles, les scalpels et autres instruments médicaux sont souvent fabriqués à partir de titane ou d'alliages de titane.
4. Prothèses: Le titane est utilisé dans la production de prothèses et d'implants pour sa combinaison de légèreté et de résistance.
5. Dispositifs cardiovasculaires: Le titane est utilisé dans la production de boîtiers de stimulateurs cardiaques, de stents et de vannes en raison de sa nature non réactive dans le corps humain.
6. Revêtements résistants à l'usure: les cibles de pulvérisation au titane peuvent être utilisées pour déposer des revêtements minces sur les dispositifs médicaux afin d'améliorer la résistance à l'usure, de réduire le frottement et d'améliorer la biocompatibilité.

Les avantages de l'utilisation du titane dans les applications médicales

• Résistance à la corrosion: Le titane forme une couche d'oxyde passif qui le protège de la corrosion dans les fluides corporels, ce qui le rend idéal pour les implants et les dispositifs médicaux.
• Biocompatibilité: Il est non toxique et ne provoque pas de réactions indésirables en contact avec des tissus vivants.
• Résistance et légèreté: le titane est à la fois résistant et léger, ce qui le rend idéal pour les implants structurels qui doivent supporter le poids sans ajouter de masse inutile.
• Durabilité: Les implants en titane peuvent durer des décennies dans le corps humain sans se dégrader, ce qui est crucial pour les implants qui doivent fonctionner pendant de longues périodes.
• Non allergique: Le titane est généralement hypoallergénique, ce qui le rend approprié pour les patients sensibles aux métaux.

Conclusion:

• Le titane de grade 1 et de grade 2 est souvent utilisé pour les implants médicaux et les outils chirurgicaux en raison de sa biocompatibilité et de sa résistance à la corrosion.
• Les alliages de titane tels que le Ti-6Al-4V sont utilisés pour des applications plus structurelles où une résistance plus élevée et une résistance à la fatigue sont requises.
• Les cibles de pulvérisation en titane sont utilisées dans le dépôt de films minces pour une gamme d'applications, notamment les dispositifs médicaux, l'électronique et les revêtements optiques.Les propriétés de biocompatibilité et de résistance à la corrosion du titane le rendent idéal pour améliorer les performances et la durabilité des implants médicaux et des dispositifs biomédicaux.

Principales caractéristiques et avantages:

1. Biocompatibilité:

   • Le titane est l'un des métaux les plus biocompatibles, ce qui signifie qu'il est très résistant à la corrosion et ne provoque pas de réactions indésirables dans le corps humain.C'est ce qui en fait le matériau de choix pour les implants et les dispositifs médicaux qui doivent être en contact direct avec des tissus ou des os..

2. Résistance et durabilité:

   • Le titane est connu pour son excellent rapport résistance-poids, ce qui signifie que les dispositifs médicaux en titane sont à la fois légers et résistants.Cela rend les disques en titane adaptés aux applications de charge comme les remplacements de joints, implants vertébraux et implants dentaires.

3. Résistance à la corrosion:

   • Le titane est très résistant à la corrosion, en particulier dans les environnements biologiques.

4. Non réactif avec les liquides corporels:

   • En raison de sa nature non réactive, le titane est sans danger pour les applications médicales impliquant une exposition à long terme au sang, aux sels et à d'autres fluides corporels.

5. Personnalisation du diamètre et de l'épaisseur:

   • Avec des diamètres allant de 150 mm à 1300 mm, ces disques en titane peuvent être personnalisés pour répondre aux besoins spécifiques des applications médicales.en fonction des exigences de l'application.

Applications des disques ronds en titane médical:

1. Implants médicaux:

   • Implants orthopédiques: les disques en titane peuvent être utilisés comme pièces de remplacement des articulations, comme pour la hanche, le genou ou la colonne vertébrale.ou espaceurs intervertébraux.
   • Implants dentaires: Le titane est largement utilisé dans les implants dentaires, et ces disques peuvent être utilisés pour créer des couronnes dentaires, des appuis et d'autres parties de prothèses dentaires.

2. Instruments chirurgicaux:

   • Les disques en titane peuvent être transformés en divers outils chirurgicaux, tels que des lames de coupe, des scalpelles, des pinces et des perceuses.La durabilité et la résistance à l'usure du titane le rendent idéal pour les instruments qui doivent maintenir leur netteté et leur fonctionnalité..

3. Dispositifs prothétiques:

   • Les disques en titane peuvent servir de matériau de base pour les prothèses des membres et des articulations.coudes, ou articulations de la hanche.

4. Plaques et vis chirurgicales:

   • Les disques en titane sont parfois utilisés pour créer des plaques chirurgicales, des vis et des tiges pour fixer les os pendant la chirurgie orthopédique.Ces composants sont généralement personnalisés en taille et en forme pour répondre aux besoins spécifiques du patient.

5. Remplacement et régénération osseuse:

   • Dans les chirurgies de reconstruction, les disques en titane peuvent être utilisés comme échafaudages pour la régénération osseuse.permettant au tissu osseux de se développer et de se lier à l'implant au fil du temps.

6. Applications cardiovasculaires:

   • Les disques en titane peuvent être utilisés pour créer des composants pour des implants cardiovasculaires, tels que des valves cardiaques ou des stents vasculaires.Leur biocompatibilité garantit leur fonctionnement en toute sécurité dans le système circulatoire..

7. Les revêtements médicaux:

   • Les disques de titane peuvent être utilisés comme cibles dans les processus de pulvérisation pour déposer des revêtements biocompatibles sur d'autres dispositifs médicaux ou implants.Les revêtements peuvent inclure des couches d'oxyde de titane (TiO2) ou d'autres matériaux qui améliorent les propriétés de surface des implants..

Titane de qualité:

Le titane est classé en plusieurs catégories en fonction de sa composition, de ses propriétés mécaniques et de sa pureté.Les alliages de titane les plus couramment utilisés sont désignés par les normes ASTM (American Society for Testing and Materials) et ISO (International Organization for Standardization)Voici un aperçu des principales catégories de titane et de leurs utilisations typiques:

1Grade 1: Titane pur dans le commerce (CP Ti)

• Composition: 99,5% de titane (avec de petites quantités de fer, d'oxygène et d'autres impuretés).
• Propriétés mécaniques:
  • Résistance à la traction: ~ 240 MPa (35 ksi)
  • Résistance au rendement: ~ 170 MPa (25 ksi)
  • L'allongement: au moins 24%
• Caractéristiques:
  • La qualité 1 est la plus douce et la plus ductile de toutes les catégories de titane, offrant une excellente résistance à la corrosion et une excellente formabilité.
  • Il a la meilleure soudabilité et est facile à usiner, ce qui le rend idéal pour les applications nécessitant des formes complexes.
• Applications:
  • Traitement chimique (p. ex. réservoirs, tuyauterie et échangeurs de chaleur).
  • Environnements marins (par exemple, équipement de dessalement).
  • Implants médicaux (p. ex. implants dentaires, prothèses et outils chirurgicaux).
  • Composants aérospatiaux pour lesquels la résistance n'est pas un facteur critique.

2Grade 2: Titane pur dans le commerce

• Composition: 99% de titane (avec de petites quantités de fer, d'oxygène et d'autres impuretés).
• Propriétés mécaniques:
  • Résistance à la traction: ~ 400 MPa (58 ksi)
  • Résistance au rendement: ~ 275 MPa (40 ksi)
  • L'allongement: 20% au minimum
• Caractéristiques:
  • Une résistance supérieure à celle de la catégorie 1, avec une bonne formabilité et une excellente résistance à la corrosion.
  • La qualité 2 est la qualité de titane pur la plus largement utilisée dans le commerce en raison de son équilibre de résistance, de ductilité et de résistance à la corrosion.
• Applications:
  • Parties aérospatiales (par exemple, fuselages, ailes, échappements d'aéronefs).
  • Équipement maritime et traitement chimique.
  • Implants médicaux (par exemple, implants orthopédiques, plaques osseuses).

3Grade 3: Titane pur dans le commerce

• Composition: 98,5% de titane (avec de petites quantités de fer, d'oxygène et d'autres impuretés).
• Propriétés mécaniques:
  • Résistance à la traction: ~ 450 MPa (65 ksi)
  • Résistance au rendement: ~ 350 MPa (51 ksi)
  • L'allongement: au moins 18%
• Caractéristiques:
  • Offre une résistance supérieure à celle des catégories 1 et 2 tout en conservant une bonne résistance à la corrosion.
  • Plus difficile à former que les grades 1 et 2 en raison de la résistance accrue.
• Applications:
  • Structures et composants d'aéronefs où une résistance supplémentaire est nécessaire mais le poids doit être réduit au minimum.
  • Environnements marins et traitement chimique (par exemple, échangeurs de chaleur, réacteurs).

4Grade 4: Titane pur dans le commerce

• Composition: 99% de titane (avec de petites quantités de fer, d'oxygène et d'autres impuretés).
• Propriétés mécaniques:
  • Résistance à la traction: ~ 550 MPa (80 ksi)
  • Résistance au rendement: ~ 480 MPa (70 ksi)
  • L'allongement: au moins 15%
• Caractéristiques:
  • Le grade 4 est le plus fort des grades commercialement purs.
  • Il a une excellente résistance à la corrosion, mais il est plus difficile à souder et à former par rapport aux classes 1?? 3.
• Applications:
  • Aérospatiale: utilisée dans les composants structurels où la résistance à la résistance à la corrosion est requise.
  • Traitement chimique et applications marines (surtout lorsque la résistance est élevée).

5Grade 5: Ti-6Al-4V (alliage de titane)

• Composition: 90% titane, 6% aluminium et 4% vanadium.
• Propriétés mécaniques:
  • Résistance à la traction: ~ 900 MPa (130 ksi)
  • Résistance au rendement: ~ 800 MPa (116 ksi)
  • L'allongement: 10 à 15%
• Caractéristiques:
  • Alpha-bêta, offrant une résistance élevée, un poids léger et une excellente résistance à la corrosion.
  • Cette qualité a une bonne soudabilité et formabilité, mais est encore plus difficile à usiner que les qualités commercialement pures.
• Applications:
  • Aérospatiale: pour les moteurs d'aéronefs, les cellules d'aéronefs, les trains d'atterrissage et les pièces structurelles d'aéronefs.
  • Implants médicaux: utilisés pour les prothèses de hanche, les plaques osseuses et les implants dentaires.
  • Environnements marins: en particulier dans les composants à haute tension.
  • Équipement sportif: vélos de haute performance, clubs de golf, etc.

6Grade 7: Ti-0,2Pd (alliage de titane)

• Composition: 0,2% de palladium, titane équilibré.
• Propriétés mécaniques:
  • Similaire à la classe 2 en termes de résistance mais avec une résistance accrue à la corrosion, en particulier au chlore et à l'eau de mer.
• Caractéristiques:
  • L'ajout de palladium donne à cet alliage une résistance accrue à certains environnements de chlorure.
• Applications:
  • Traitement chimique: utilisé dans des environnements hautement corrosifs, tels que la production de chlore et les réacteurs chimiques.

7Grade 9: Ti-3Al-2.5V (alliage de titane)

• Composition: 3% d'aluminium, 2,5% de vanadium, titane équilibré.
• Propriétés mécaniques:
  • Résistance à la traction: ~ 600 MPa (87 ksi)
  • Résistance au rendement: ~ 550 MPa (80 ksi)
  • L'allongement: au moins 15%
• Caractéristiques:
  • Un alliage alpha-bêta avec un bon équilibre entre résistance, formabilité et résistance à la corrosion.
• Applications:
  • Aérospatiale: composants structurels des aéronefs.
  • Implants médicaux: plaques osseuses et implants dentaires.
  • Équipement sportif et pièces automobiles.

8Grade 12: Ti-0,3 Mo-0,8 Ni (alliage de titane)

• Composition: 0,3% de molybdène, 0,8% de nickel, titane équilibré.
• Propriétés mécaniques:
  • Résistance à la traction: ~ 620 MPa (90 ksi)
  • Résistance au rendement: ~ 550 MPa (80 ksi)
  • L'allongement: au moins 15%
• Caractéristiques:
  • Excellente résistance à la corrosion à l'acide sulfurique et au chlorure.
  • Plus résistant et plus pliable que le titane pur.
• Applications:
  • Les industries marines et chimiques, y compris les réservoirs et les échangeurs de chaleur.
  • Applications dans le secteur aérospatial.

9Grade 23: Ti-6Al-4V ELI (interstitiel extrêmement bas)

• Composition: 90% de titane, 6% d'aluminium, 4% de vanadium (similaire à la classe 5, mais avec des niveaux inférieurs d'éléments interstitiels).
• Propriétés mécaniques:
  • Résistance à la traction: ~ 880 MPa (128 ksi)
  • Résistance au rendement: ~ 780 MPa (113 ksi)
  • L'allongement: 10 à 15%
• Caractéristiques:
  • Faible teneur en interstitiel pour une meilleure ductilité et résistance aux fractures, ce qui le rend idéal pour les applications médicales où la résistance à la fatigue et la fiabilité à long terme sont essentielles.
• Applications:
  • Implants médicaux (par exemple, implants orthopédiques et dentaires).
  • Applications aérospatiales et à haute performance.

Conclusion:

Les cibles de pulvérisation d'alliages de titane, y compris les alliages de TiAl, sont des matériaux polyvalents largement utilisés pour les applications de revêtement dans des industries allant de l'aérospatiale à l'électronique et à la biomédicale.Ces matériaux possèdent des propriétés exceptionnelles telles que la résistance, résistance à la corrosion, biocompatibilité et résistance à l'usure, ce qui les rend idéales pour des applications exigeantes nécessitant des films minces durables et performants.Lors du choix d'une cible de pulvérisation au titane, des facteurs tels que la composition de l'alliage, la pureté et la géométrie cible doivent être considérés pour obtenir des résultats optimaux dans le processus de pulvérisation.