Titanio bersagli Sputtering bersagli Ti Titanio Grado 1 Grado 2 Lega di titanio per usi medici

Titanio bersagli Sputtering Target Ti Titanio Grado 1 Grado 2 Lega di titanio per usi medici

Gli obiettivi di sputtering in titanio, inclusi il grado 1, il grado 2 e la lega di titanio, sono comunemente utilizzati nei processi di deposizione di film sottili come il rivestimento con sputter.La sua elevata qualità e biocompatibilità lo rendono ideale per una varietà di applicazioni industriali e mediche.Di seguito è riportato uno sguardo dettagliato a questi materiali e ai loro tipici usi in sputtering e applicazioni mediche:

Obiettivi per lo sputtering di titanio

Un bersaglio di sputtering è un materiale utilizzato nei processi di deposizione fisica di vapore (PVD) per depositare film sottili su substrati.causando l'espulsione di atomi o molecole e la loro deposizione su un substrato.

• Gli obiettivi di sputtering in titanio sono comunemente utilizzati per depositare sottili pellicole di titanio in elettronica, ottica e dispositivi medici.
• L'elevata stabilità chimica, la biocompatibilità e il rapporto resistenza/peso del titanio lo rendono particolarmente utile per applicazioni mediche e aerospaziali.

Titanio per sputtering e applicazioni mediche

Grado 1: Titanio commercialmente puro (CP Ti)

• Composizione: 99,5% di titanio (con piccole quantità di ferro e ossigeno).

• Proprietà meccaniche:

  • Resistenza alla trazione: ~ 240 MPa (35 ksi)
  • Forza di potenza: ~ 170 MPa (25 ksi)
  • Allungamento: minimo 24%

• Caratteristiche:

  • Il grado 1 è il più morbido e più duttile tra tutti i gradi di titanio, offrendo un'eccellente formabilità e resistenza alla corrosione.
  • Si tratta della forma più pura di titanio, che offre una biocompatibilità superiore per applicazioni mediche.
  • Il grado 1 ha un'eccellente saldabilità ed è spesso utilizzato per impianti e dispositivi medici che devono resistere all'ambiente corporeo duro senza causare reazioni avverse.

• Applicazioni mediche:

  • Impianti dentali e ortopedici.
  • Strumenti chirurgici e protesi.
  • Cavi per il pacemaker, piastre ossee e viti.

• Applicazioni per lo sputtering:

  • Rivestimenti a film sottile nell'industria elettronica e dei semiconduttori.
  • Rivestimenti resistenti alla corrosione per dispositivi medici e impianti.
  • Rivestimenti per catalizzatori e superfici resistenti all'usura in varie applicazioni industriali.

Grado 2: Titanio commercialmente puro (CP Ti)

• Composizione: 99% di titanio (con piccole quantità di ferro e ossigeno).

• Proprietà meccaniche:

  • Resistenza alla trazione: ~ 400 MPa (58 ksi)
  • Forza di potenza: ~ 275 MPa (40 ksi)
  • Allungamento: minimo 20%

• Caratteristiche:

  • Il grado 2 ha una resistenza superiore a quella del grado 1, pur mantenendo una buona resistenza alla corrosione e formabilità.
  • È inoltre altamente biocompatibile, il che lo rende adatto ai dispositivi medici a diretto contatto con il corpo umano.

• Applicazioni mediche:

  • Impianti: utilizzati per impianti ortopedici, dispositivi spinali e impianti dentali.
  • Strumenti chirurgici e protesi.
  • Componenti di dispositivi medici quali pacemaker, articolazioni artificiali e viti ossee.

• Applicazioni per lo sputtering:

  • Film sottili per rivestimenti ottici, celle solari e dispositivi semiconduttori.
  • Rivestimenti per dispositivi medici come strumenti chirurgici e impianti per migliorare la loro resistenza all'usura, la resistenza alla corrosione e le proprietà estetiche.

Le leghe di titanio (ad esempio, Ti-6Al-4V)

• Composizione: tipicamente 90% di titanio, 6% di alluminio, 4% di vanadio (Ti-6Al-4V è il più comune).

• Proprietà meccaniche:

  • Resistenza alla trazione: ~ 900 MPa (130 ksi)
  • Forza di potenza: ~ 800 MPa (116 ksi)
  • L'allungamento: 10·15%

• Caratteristiche:

  • Le leghe di titanio come Ti-6Al-4V combinano la resistenza alla corrosione intrinseca del titanio con elevate proprietà di resistenza e leggerezza.
  • Queste leghe sono più resistenti e più dure dei gradi di titanio puro, rendendole ideali per applicazioni mediche strutturali e portanti.
  • Sono ampiamente utilizzati in applicazioni mediche ad alto stress in cui sono richieste forza, resistenza alla stanchezza e biocompatibilità.

• Applicazioni mediche:

  • Impianti ortopedici: come le protesi dell'anca, le protesi del ginocchio e le piastre ossee.
  • Impianti dentali e dispositivi di fusione spinale.
  • Componenti aerospaziali per dispositivi medici che richiedono elevata resistenza e basso peso.

• Applicazioni per lo sputtering:

  • Utilizzato per la deposizione di film sottili in elettronica, rivestimenti per componenti aerospaziali e catalizzatori.
  • Può essere utilizzato per depositare pellicole in lega di titanio per dispositivi medici, come impianti chirurgici e catodi in applicazioni elettrochimiche.

Titanio per usi medici

Il titanio, in particolare il grado 1 e il grado 2, è molto apprezzato in ambito medico e biomedicale per la sua biocompatibilità, resistenza e caratteristiche di leggerezza.È comunemente usato nei dispositivi medici perché non è dannoso per il corpo e non è probabile che provochi reazioni allergiche.

Principali usi medici del titanio:

1. Impianti ortopedici: Il titanio è comunemente usato per le viti ossee, le piastre, le protesi articolari e gli impianti spinali perché imita le proprietà dell'osso.
2. Impianti dentali: la biocompatibilità e la resistenza del titanio lo rendono una scelta perfetta per gli impianti dentali che richiedono una grande durata e resistenza alla corrosione.
3. Strumenti medici: A causa della sua resistenza alla corrosione, strumenti chirurgici, aghi, bisturi e altri strumenti medici sono spesso realizzati in titanio o leghe di titanio.
4. Protesi: il titanio viene utilizzato nella produzione di arti protesici e impianti per la sua combinazione di leggerezza e resistenza.
5. Dispositivi cardiovascolari: il titanio viene utilizzato nella produzione di casi pacemaker, stent e valvole a causa della sua natura non reattiva nel corpo umano.
6. Rivestimenti resistenti all'usura: gli obiettivi di sputtering in titanio possono essere utilizzati per depositare rivestimenti sottili su dispositivi medici per migliorare la resistenza all'usura, ridurre l'attrito e migliorare la biocompatibilità.

Vantaggi dell'uso del titanio nelle applicazioni mediche

• Resistenza alla corrosione: Il titanio forma uno strato di ossido passivo che lo protegge dalla corrosione nei fluidi corporei, rendendolo ideale per impianti e dispositivi medici.
• Biocompatibilità: non è tossico e non provoca reazioni avverse a contatto con tessuti viventi.
• Forza e leggerezza: Il titanio è forte e leggero, il che lo rende ideale per impianti strutturali che devono sopportare il peso senza aggiungere massa inutile.
• Durabilità: gli impianti in titanio possono durare decenni nel corpo umano senza degradarsi, il che è fondamentale per gli impianti che devono funzionare per lunghi periodi.
• Non allergenico: Il titanio è generalmente ipoallergenico, il che lo rende adatto ai pazienti con sensibilità ai metalli.

Conclusione:

• Il titanio di grado 1 e 2 è spesso utilizzato per impianti medici e strumenti chirurgici a causa della loro biocompatibilità e resistenza alla corrosione.
• Le leghe di titanio come Ti-6Al-4V sono utilizzate per applicazioni più strutturali in cui sono richieste una maggiore resistenza e resistenza alla stanchezza.
• Gli obiettivi di sputtering in titanio sono utilizzati nella deposizione a film sottile per una serie di applicazioni tra cui dispositivi medici, elettronica e rivestimenti ottici.Le proprietà di biocompatibilità e resistenza alla corrosione del titanio lo rendono ideale per migliorare le prestazioni e la durata degli impianti medici e dei dispositivi biomedici.

Caratteristiche e vantaggi principali:

1. Biocompatibilità:

   • Il titanio è uno dei metalli più biocompatibili, il che significa che è altamente resistente alla corrosione e non provoca reazioni avverse nel corpo umano.Questo lo rende il materiale preferito per impianti e dispositivi medici che devono essere a diretto contatto con tessuti o ossa.

2. Forza e durata:

   • Il titanio è noto per il suo ottimo rapporto resistenza/peso, il che significa che i dispositivi medici realizzati in titanio sono sia leggeri che resistenti.Questo rende i dischi di titanio adatti per applicazioni portanti come sostituzioni di articolazioni, impianti spinali e impianti dentali.

3. Resistenza alla corrosione:

   • Il titanio è altamente resistente alla corrosione, specialmente in ambienti biologici.

4. Non reattivo con liquidi corporei:

   • A causa della sua natura non reattiva, il titanio è sicuro per l'uso in applicazioni mediche che comportano l'esposizione a lungo termine a sangue, sali e altri fluidi corporei.

5. Personalizzazione di diametro e spessore:

   • Con diametri che vanno da 150 mm a 1300 mm, questi dischi in titanio possono essere personalizzati per soddisfare le esigenze specifiche delle applicazioni mediche.a seconda delle esigenze della domanda.

Applicazioni dei dischi di titanio rotondo per uso medico:

1. Impianti medici:

   • Impianti ortopedici: i dischi in titanio possono essere utilizzati come parti di protesi articolari, come per l'anca, il ginocchio o la colonna vertebrale.o spazzatori intervertebrali.
   • Impianti dentali: Il titanio è ampiamente utilizzato negli impianti dentali, e questi dischi possono essere usati per creare corone dentali, pilastri e altre parti di protesi dentali.

2. Strumenti chirurgici:

   • I dischi di titanio possono essere trasformati in vari strumenti chirurgici, come lame da taglio, bisturi, pinze e trapano.La durata e la resistenza all'usura del titanio lo rendono ideale per strumenti che devono mantenere la nitidezza e la funzionalità.

3. Dispositivi protetici:

   • I dischi in titanio possono servire come materiale di base per arti protesici e articolazioni protesiche.gomiti, o articolazioni dell'anca.

4. Dischi e viti chirurgici:

   • I dischi in titanio sono talvolta utilizzati nella creazione di piastre chirurgiche, viti e barre per la fissazione ossea durante la chirurgia ortopedica.Questi componenti sono in genere personalizzati in dimensioni e forma per soddisfare le esigenze specifiche del paziente.

5. Sostituzione e rigenerazione ossea:

   • In chirurgia ricostrutiva, i dischi di titanio possono essere utilizzati come impalcature per la rigenerazione ossea.consentendo al tessuto osseo di crescere e di legarsi all'impianto nel tempo.

6. Applicazioni cardiovascolari:

   • I dischi in titanio possono essere utilizzati per creare componenti per impianti cardiovascolari, come valvole cardiache o stent vascolari.La loro biocompatibilità garantisce il loro funzionamento sicuro nel sistema circolatorio.

7. Rivestimenti medici:

   • I dischi di titanio possono essere utilizzati come bersagli nei processi di sputtering per depositare rivestimenti biocompatibili su altri dispositivi medici o impianti.I rivestimenti possono includere strati di ossido di titanio (TiO2) o altri materiali che migliorano le proprietà superficiali degli impianti.

Classi di titanio:

Il titanio è classificato in diversi gradi in base alla sua composizione, alle sue proprietà meccaniche e alla sua purezza.Le leghe e i gradi di titanio più comunemente utilizzati sono designati dagli standard ASTM (American Society for Testing and Materials) e ISO (International Organization for Standardization), con il numero di grado che indica generalmente il livello di purezza o di elementi di lega.

1Grado 1: Titanio commercialmente puro (CP Ti)

• Composizione: 99,5% di titanio (con piccole quantità di ferro, ossigeno e altre impurità).
• Proprietà meccaniche:
  • Resistenza alla trazione: ~ 240 MPa (35 ksi)
  • Forza di potenza: ~ 170 MPa (25 ksi)
  • Allungamento: minimo 24%
• Caratteristiche:
  • Il grado 1 è il più morbido e più duttile di tutti i gradi di titanio, offrendo un'eccellente resistenza alla corrosione e formabilità.
  • Ha la migliore saldabilità ed è facile da lavorare, rendendolo ideale per applicazioni che richiedono forme complesse.
• Applicazioni:
  • Processo chimico (ad esempio, serbatoi, tubazioni e scambiatori di calore).
  • Ambienti marini (ad esempio, apparecchiature di desalinizzazione).
  • Impianti medici (ad esempio, impianti dentali, protesi e strumenti chirurgici).
  • Componenti aerospaziali in cui la resistenza non è un fattore critico.

2Grado 2: Titanio puramente commerciale

• Composizione: 99% di titanio (con piccole quantità di ferro, ossigeno e altre impurità).
• Proprietà meccaniche:
  • Resistenza alla trazione: ~ 400 MPa (58 ksi)
  • Forza di potenza: ~ 275 MPa (40 ksi)
  • Allungamento: minimo 20%
• Caratteristiche:
  • Fortezza superiore a quella del grado 1, con buona formabilità ed eccellente resistenza alla corrosione.
  • Il grado 2 è il grado di titanio puro più utilizzato in commercio a causa del suo equilibrio di resistenza, duttilità e resistenza alla corrosione.
• Applicazioni:
  • Parti aerospaziali (ad es. fusoliere, ali, scarichi).
  • Equipaggiamento marino e lavorazione chimica.
  • Impianti medici (ad esempio, impianti ortopedici, piastre ossee).

3Grado 3: Titanio puramente commerciale

• Composizione: 98,5% di titanio (con piccole quantità di ferro, ossigeno e altre impurità).
• Proprietà meccaniche:
  • Resistenza alla trazione: ~ 450 MPa (65 ksi)
  • Forza di potenza: ~ 350 MPa (51 ksi)
  • Allungamento: minimo 18%
• Caratteristiche:
  • Offre una maggiore resistenza rispetto ai gradi 1 e 2 mantenendo una buona resistenza alla corrosione.
  • Più difficile da formare rispetto ai gradi 1 e 2 a causa della maggiore resistenza.
• Applicazioni:
  • Strutture e componenti di aeromobili in cui è necessaria una maggiore resistenza ma il peso deve essere ridotto al minimo.
  • Ambiente marino e lavorazione chimica (ad esempio scambiatori di calore, recipienti di reazione).

4Grado 4: Titanio commercialmente puro

• Composizione: 99% di titanio (con piccole quantità di ferro, ossigeno e altre impurità).
• Proprietà meccaniche:
  • Resistenza alla trazione: ~ 550 MPa (80 ksi)
  • La forza di potenza: ~ 480 MPa (70 ksi)
  • Allungamento: minimo 15%
• Caratteristiche:
  • Il grado 4 è il più forte dei gradi commercialmente puri.
  • Ha un'eccellente resistenza alla corrosione, ma è più difficile da saldare e da modellare rispetto ai gradi 1?? 3.
• Applicazioni:
  • Aerospaziale: utilizzato in componenti strutturali dove sono necessarie sia la resistenza che la resistenza alla corrosione.
  • Trasformazione chimica e applicazioni marine (soprattutto laddove è richiesta un'elevata resistenza).

5Grado 5: Ti-6Al-4V (legatura di titanio)

• Composizione: 90% titanio, 6% alluminio, 4% vanadio.
• Proprietà meccaniche:
  • Resistenza alla trazione: ~ 900 MPa (130 ksi)
  • Forza di potenza: ~ 800 MPa (116 ksi)
  • L'allungamento: 10·15%
• Caratteristiche:
  • Lega alfa-beta, che offre elevata resistenza, leggerezza ed eccellente resistenza alla corrosione.
  • Questo grado ha una buona saldabilità e formabilità, ma è ancora più difficile da lavorare rispetto ai gradi puramente commerciali.
• Applicazioni:
  • Aerospaziale: per motori di aeromobili, cellule di aeromobili, carrelli d'atterraggio e parti strutturali di aeromobili.
  • Impianti medici: utilizzati per protesi dell'anca, piastre ossee e impianti dentali.
  • Ambienti marini: in particolare nei componenti ad elevato stress.
  • Attrezzature sportive: biciclette ad alte prestazioni, mazze da golf, ecc.

6Grado 7: Ti-0,2Pd (legatura di titanio)

• Composizione: 0,2% di palladio, titanio in equilibrio.
• Proprietà meccaniche:
  • Simile al grado 2 in termini di resistenza ma con una maggiore resistenza alla corrosione, in particolare al cloro e all'acqua di mare.
• Caratteristiche:
  • L'aggiunta di palladio dà a questa lega una maggiore resistenza a determinati ambienti clorurati.
• Applicazioni:
  • Trattamento chimico: utilizzato in ambienti altamente corrosivi, come la produzione di cloro e i reattori chimici.

7Grado 9: Ti-3Al-2.5V (legatura di titanio)

• Composizione: 3% di alluminio, 2,5% di vanadio, titanio in equilibrio.
• Proprietà meccaniche:
  • Resistenza alla trazione: ~ 600 MPa (87 ksi)
  • La resistenza al rendimento: ~ 550 MPa (80 ksi)
  • Allungamento: minimo 15%
• Caratteristiche:
  • Una lega alfa-beta con un buon equilibrio di resistenza, formabilità e resistenza alla corrosione.
• Applicazioni:
  • Aerospaziale: componenti strutturali di aeromobili.
  • Impianti medici: piastre ossee e impianti dentali.
  • Attrezzature sportive e ricambi per automobili.

8Grado 12: Ti-0,3Mo-0,8Ni (legatura di titanio)

• Composizione: 0,3% di molibdeno, 0,8% di nichel, titanio in equilibrio.
• Proprietà meccaniche:
  • Resistenza alla trazione: ~ 620 MPa (90 ksi)
  • La resistenza al rendimento: ~ 550 MPa (80 ksi)
  • Allungamento: minimo 15%
• Caratteristiche:
  • Eccellente resistenza alla corrosione in ambienti sia di acido solforico che di cloruro.
  • Piu' resistente e piu' formabile del titanio puro.
• Applicazioni:
  • Industria marina e chimica, compresi serbatoi e scambiatori di calore.
  • Applicazioni aerospaziali.

9Grado 23: Ti-6Al-4V ELI (interstiziale estremamente basso)

• Composizione: 90% di titanio, 6% di alluminio, 4% di vanadio (simile al grado 5, ma con livelli inferiori di elementi interstiziali).
• Proprietà meccaniche:
  • Resistenza alla trazione: ~ 880 MPa (128 ksi)
  • La resistenza al rendimento: ~ 780 MPa (113 ksi)
  • L'allungamento: 10·15%
• Caratteristiche:
  • Basso contenuto di interstizi per una migliore duttilità e resistenza alle fratture, rendendolo ideale per applicazioni mediche in cui la resistenza alla stanchezza e l'affidabilità a lungo termine sono fondamentali.
• Applicazioni:
  • Impianti medici (ad esempio, ortopedici e dentali).
  • Applicazioni aerospaziali e ad alte prestazioni.

Conclusione:

I bersagli per lo sputtering delle leghe di titanio, comprese le leghe di TiAl, sono materiali versatili ampiamente utilizzati per applicazioni di rivestimento in settori che vanno dall'aerospaziale all'elettronica e alla biomedica.Questi materiali forniscono proprietà eccezionali come la resistenza, resistenza alla corrosione, biocompatibilità e resistenza all'usura, che li rende ideali per applicazioni impegnative che richiedono film sottili resistenti e ad alte prestazioni.Quando si sceglie un bersaglio per lo sputtering in titanio, fattori quali la composizione della lega, la purezza e la geometria bersaglio devono essere considerati per ottenere risultati ottimali nel processo di sputtering.