Matériau en titane à structure microporeuse
Le titane est largement utilisé dans les produits médicaux implantables humains en raison de sa bonne biocompatibilité, de sa bactériostase, de sa haute résistance, de sa légèreté, de sa résistance à la corrosion et de l'absence de précipitation de métaux lourds.
Récemment, des scientifiques des États-Unis, du Japon et de Corée du Sud ont mis au point une nouvelle méthode pour préparer des matériaux en titane avec des microstructures tridimensionnelles-. Ils ont d'abord préparé un treillis d'hydrure de titane à deux-couches par impression, puis ont roulé le treillis dans un cylindre et l'ont réduit en titane par frittage sous vide partiel. Cette méthode nous donne une plus grande flexibilité dans le contrôle de la forme et de la géométrie du matériau. Grâce à cette technique, les chercheurs ont fabriqué des rouleaux de titane maillés et caractérisé leur microstructure et leurs propriétés mécaniques. L'encre utilisée pour l'impression est composée de poudre d'hydrure de titane et d'un copolymère. Les chercheurs ont mesuré le poids, le diamètre et la hauteur des bobines de titane avant et après le traitement thermique pour calculer la porosité du matériau. Ils ont également effectué des tests de compression uniaxiale sur le matériau, mesurant la déformation et la dureté du matériau.
Les résultats expérimentaux montrent que cette structure maillée obtient un très bon ajustement de la rigidité, de la dureté et de la plasticité. Les mailles bicouches orthogonales sont bien frittées ensemble. Des micropores peuvent être observés sur les fibres de titane de chaque couche. Lorsque la taille des particules de la poudre diminue, ses propriétés de frittage augmentent, tandis que la porosité diminue.
Le titane à structure microporeuse présente deux autres avantages pour une implantation dans le corps humain :
1. Réduire la rigidité du matériau, affaiblissant ainsi l'effet de protection contre les contraintes ;
Deuxièmement, il peut introduire la croissance osseuse et accélérer la combinaison du corps humain et de l'implant. Le titane pour les structures en treillis ou les microréseaux combine une résistance élevée, une faible densité et une excellente résistance aux dommages.
En ce qui concerne les procédés actuels de préparation de tels matériaux, ils comprennent principalement la coulée de précision de répliques, le frittage de réseaux de fils empilés ou le frittage sélectif par faisceau d'électrons/laser de poudre de titane.
Au final, les chercheurs ont découvert que la méthode de préparation de ce nouveau matériau en titane microstructuré est non seulement adaptée au titane métallique, mais peut également être parfaitement étendue à d'autres métaux pratiques en utilisant cette méthode, et peut même être utilisée pour l'oxyde frittable{{ 0}} matériaux céramiques à base.
