Las aleaciones de titanio en medicina II

Hueso y reemplazo de articulaciones

Alrededor de un millón de pacientes en todo el mundo reciben tratamiento para el reemplazo total de cadera y rodilla por artritis. Las prótesis vienen en muchas formas y tamaños. Las articulaciones de la cadera normalmente tienen un vástago femoral metálico y la cabeza que se localiza en una toma de polietileno de baja fricción con alto peso molecular y pueden fijarse en su posición con cemento óseo de metacrilato de metilo. Algunos diseños, incluyendo las articulaciones no cementadas, utilizan superficies rugosas con bioactivos (incluyendo hidroxiapatita) para estimular la osteointegración y por lo tanto aumentar la vida útil del implante para los receptores jóvenes. La fijación del hueso a la fractura interna y externa proporciona una de las aplicaciones más importantes del titanio, la fabricación de dispositivos de fusión vertebral, pins, placas de hueso, tornillos, clavos intramedulares, y fijadores externos.

Implantes dentales

Un cambio importante en la práctica dental restaurativa en todo el mundo ha sido posible mediante el uso de los implantes de titanio. Una raiz de titanio se introduce en el hueso de la mandíbula y se da posteriormente el tiempo necesario para la osteointegración. La superestructura del diente es entonces construida sobre el implante para crear un sustituto eficaz al diente original.

Los tratamientos maxilofaciales y craneofaciales

Mediante la cirugía para reparar el daño facial usando el propio tejido de los pacientes, no siempre puede obtener los resultados deseados. Partes artificiales pueden ser necesarias para restaurar la capacidad de hablar o comer, así como para la apariencia estética reemplazando los rasgos faciales perdidos como consecuencia de daño o enfermedad. los implantes de titanio osteointegrados que cumplen todos los requisitos de biocompatibilidad y resistencia han posibilitado avances sin precedentes en la cirugía, para el éxito del tratamiento de los pacientes con grandes defectos y condiciones hasta ahora muy problemáticas.

Dispositivos cardiovasculares

El titanio se utiliza regularmente para fabricar marcapasos y desfibriladores, para la estructura de soporte de válvulas cardíacas de reemplazo, y para los stents intra-vasculares.

Las prótesis externas

El titanio es adecuado para fijaciones y dispositivos externos, tanto temporales como de largo plazo, así como para prótesis, ya que utilizan el titanio por su ligereza, dureza y resistencia a la corrosión.

Instrumentos quirúrgicos

Una amplia gama de instrumentos quirúrgicos se realizan en titanio. La ligereza del metal es una ayuda positiva para reducir cualquier fatiga del cirujano. Los instrumentos frecuentemente son anodizados para proporcionar una superficie no reflectante, esencial en las operaciones de microcirugía, por ejemplo, en la cirugía ocular. Los instrumentos de titanio soportan la repetición del proceso de esterilización sin comprometer a la calidad de la superficie o borde, o a la resistencia a la corrosión. El titanio es no magnético, y por lo tanto no existe una amenaza de daño a los delicados dispositivos electrónicos implantados.

Las aleaciones de titanio en medicina I

La alta resistencia, bajo peso y la resistencia a la corrosión que posee el titanio y las aleaciones de titanio han dado lugar a una amplia y diversificada gama de aplicaciones que exigen altos niveles de fiabilidad medicina, así como en la industria aeroespacial, automotriz, planta química, energética, extracción de petróleo y gas, deportes y otras industrias importantes.

Idoneidad del titanio en implantes

Más de 1000 toneladas de dispositivos de titanio de todo tipo y función son implantados en pacientes de todo el mundo cada año. La demanda para la sustitución de articulaciones continúa creciendo a medida que las personas viven más tiempo, se lesionan al hacer deporte o correr, o resultan gravemente heridas por accidentes de tráfico y otros percances.

Ligero, fuerte y totalmente biocompatible, el titanio es uno de los pocos materiales que naturalmente cumplen los requisitos para la implantación en el cuerpo humano

Dental implant

“Instalar y olvidar ‘, es un requisito esencial en el equipo áreas críticas. Una vez instalado, el implante no puede ser mantenido o reemplazado de forma sencilla. En este caso, la eficacia y la fiabilidad de los implantes e instrumentos médicos y quirúrgicos, es un factor esencial para salvar vidas . Un implante representa una modificación potencial de la estructura química, fisiológica y mecánica del cuerpo humano. No hay nada comparable en un implante metálico al tejido vivo. La mayoría de los metales hallados en los fluidos y tejidos del cuerpo se encuentran en complejos orgánicos estables. La corrosión del metal implantado, da lugar a la liberación de iones metálicos no deseados, con probabilidades interferir en los procesos de la vida.

La resistencia a la corrosión no es suficiente de por sí para suprimir la reacción del cuerpo a metales tóxicos o elementos alergénicos como el níquel, ya que incluso en concentraciones muy pequeñas de corrosión, se pueden iniciar reacciones de rechazo. El titanio se caracteriza para ser completamente inerte e inmune a la corrosión por todos los fluidos y tejidos del cuerpo, y es por lo tanto totalmente bio-compatible.

La capacidad natural de titanio para la implantación se determina por una combinación de la mayoría de las características favorables, incluyendo la inmunidad a la corrosión, bio-compatibilidad, la resistencia, la densidad y la capacidad para la unión con el hueso y otros tejidos (osteointegración).

Las propiedades mecánicas y físicas de las aleaciones de titanio proporcionan implantes que son altamente tolerantes a los daños. Evidentemente, la anatomía humana limita la forma y el volumen permitido de los implantes.

Dos parámetros adicionales definen la utilidad de la aleación implantable, la sensibilidad a la talla y la resistencia a la propagación de grietas o resistencia a la fractura. Las puntuaciones de titanio en ambos casos son óptimas.

 

Las aleaciones de aluminio en la aviación

Las aleaciones de aluminio en la aviación

La metalurgia ha jugado un papel clave en el desarrollo de la aviación. Con el descubrimiento de nuevos materiales, se han encontrado nuevas aplicaciones para aplicarlos para mejorar rápidamente los diseños existentes.

El aluminio parece ser el rey en la construcción de aviones, aunque en los últimos años se han aplicado algunas nuevas aleaciones. Estas super aleaciones son todavía bastante caras para la empresa constructora de aviones. Con su buena resistencia y relación peso/coste, el aluminio todavía se utiliza muy ampliamente en la industria aeronáutica.

Desarrollos actuales indican que cada vez más fabricantes (Boeing, Airbus) están utilizando fibra de carbono y otros materiales no metálicos en la construcción de aviones. Conforme pasa el tiempo estos materiales tendrán que demostrar su valía ante el fiable aluminio.

En este artículo se habla de las aleaciones de aluminio utilizadas en estructuras de aeronaves, tales como alas, fuselaje y motores deflectores.

bird-aluminium-wallpaper-wallpapers-great-media-details

Definiciones Generales

Antes de empezar, necesitamos algunos antecedentes. El aluminio es el tercer elemento más abundante en la corteza terrestre después de oxígeno y silicio. Aparece como un metal blanco plateado que tiene una fuerte resistencia a la corrosión y también es bastante maleable. Perfecto para nuestras aplicaciones en la aviación.

Con el fin de comprender las propiedades de los metales y en particular de aluminio, se discuten los términos usados ​​para describirlos aquí:

Resistencia

La capacidad de un metal para resistir el estrés estructural sin fallar. Para la mayoría de los metales, la fuerza se expresa en términos de resistencia a la tracción y se expresa en Kpsi.

Dureza

La capacidad de un metal para resistir el corte, penetración o abrasión. Un metal puede ser ablandado por recocido y endurecido por temple y tratamientos térmicos o trabajado (conformado por golpes o flexión).

Maleabilidad

La capacidad de un metal para ser doblado, moldeado o golpeado sin agrietarse o romperse. Normalmente, el más duro es el metal menos maleable.

Ductibilidad

Similar a la maleabilidad, excepto que se refiere principalmente a la capacidad de un metal para ser deformado permanentemente o por estirar i presionar sobre él.

Fragilidad

Es la característica que hace que el metal se rompa cuando es doblado o deformado.

Expansión termal

El cambio en el tamaño con un cambio en la temperatura.

El Aluminio

Un metal relativamente ligero en comparación con el acero, níquel, latón y cobre, con un peso específico de 2,7. El aluminio es fácilmente mecanizable y puede tener una amplia variedad de acabados superficiales.

Características

A temperaturas altas (200-250 ° C), las aleaciones de aluminio tienden a perder parte de su resistencia. Sin embargo, a bajo cero aumenta conservando su ductilidad, lo que hace del aluminio de una aleación de baja temperatura extremadamente útil, en aviones de altos vuelos es común volar a -50 ° C por lo que se benefician de esta propiedad.

También tiene buena eléctrica (tierra de la antena de la aeronave) y conductividad térmica y es altamente reflectante al calor y a la luz. El cobre es el conductor más ampliamente utilizado (barras colectoras de cobre y el cableado entre otras cosas), que tiene una conductividad de aproximadamente 160% de la del aluminio. Los conectores de aluminio tienen una tendencia a aflojarse con el uso por lo que requiere precaución extra y diseño especial cuando utilice cables de aluminio en los edificios.

Resistencia a la corrosión

Las aleaciones de aluminio también tienen una fuerte resistencia a la corrosión que es el resultado de una capa de óxido que se forma como resultado de reacciones con la atmósfera. Estas reacciones se producen muy rápidamente, por lo general en cuestión de minutos. Esta capa de corrosión protege el aluminio a la mayoría de los productos químicos, las condiciones de la intemperie, e incluso muchos ácidos, sin embargo, sustancias alcalinas se sabe son capaces para penetrar la capa protectora y corroer el metal.

Es un metal muy versátil y se puede moldear en cualquier forma. Se puede presentar en rodillos, estampado, dibujado, hilado, rollos, amartillado y forjado. El metal puede ser extruido en una variedad de formas en el proceso de mecanizado. El aluminio puede ser remachado, soldado, o usado con resina. Para la mayoría de las aplicaciones, el aluminio no necesita ninguna capa protectora, sin embargo a menudo es anodizado para mejorar el color y la fuerza.

Aleación ULTIMET

Aleación ULTIMET de Haynes

Haynes100Una aleación de base cobalto con excepcional resistencia a la cavitación, erosión y varias formas de ataque corrosivo.
La aleación ULTIMET posee un superior capacidad de soldadura y puede utilizarse para soldadura de recubrimiento de superficies con necesidad crítica de mejorar su resistencia a la corrosión y al desgaste.
La aleación está disponible en una gran variedad de formas de forjado, así como piezas fundidas y polvo.

Resistencia a la corrosión y erosión

ULTIMET ® es una aleación cobalto-cromo que ofrece resistencia a la corrosión comparable a la de la aleación HASTELLOY ®. ULTIMET presenta una resistencia excepcional al desgaste y una resistencia similar a la de la aleación STELLITE ®.

Posee una alta resistencia comparable a la muchos aceros inoxidables dúplex, combinada con una excelente dureza, resistencia al impacto y ductilidad.
La aleación ULTIMET es un material de soldadura ideal con excepcional ductilidad y resistencia al agrietamiento de la soldadura. Es muy fácil de aplicar como una superposición, en comparación con la tradicional base de cobalto de las aleaciones. Con ULTIMET, el agrietamiento del recubrimiento deja de ser un problema y pueden ser aplicadas múltiples capas, con poco o ningún pre calentamiento.

Presentaciones del producto

La aleación ULTIMET está disponible en forjados de las formas más comunes: placa, chapa, barras, hilos y electrodos revestidos.
El forjado de formas de esta aleación son tratadas al calor, a menos que especifique lo contrario.

Licenciatarios de Haynes International producen la aleación ULTIMET en forma de barra  para fundición y Polvos de gas atomizado para arcos de plasma y spray de plasma.

Aplicaciones

Algunas de las áreas de uso de la aleación ULTIMET son:

  • Batidoras
  • Licuadoras
  • Pernos
  • Troqueles
  • Extrusoras
  • Aspas de ventilador
  • Filtros
  • Inyectores
  • Bombas
  • Rodillos
  • Válvula

El cobalto

¿Qué es el cobalto?

El cobalto es un elemento metálico de color gris azulado, brillante y frágil. Su número atómico es 27 y su símbolo es Co. Pertenece a un grupo de elementos llamados metales de transición y tiene propiedades magnéticas, como el hierro.

Algunas antiguas civilizaciones, como Egipto y Mesopotamia, utilizaban una sustancia para fabricar vidrio y cerámica de un color azul oscuro. En 1735, el científico sueco Georg Brandt se dispuso a demostrar que este color no era debido al bismuto, como se creía, sino a un elemento nuevo y no identificado. A él se le atribuye el descubrimiento de este nuevo elemento, que se llamó cobalto.

El cobalto es uno de los elementos importantes para la vida y la salud humanas. Por ejemplo, la Vitamina B-12 contiene cobalto. En áreas donde hay poco cobalto en el suelo, los agricultores tienen que proporcionar bloques de sal con cobalto agregado para que sus animales al lamerlas reciban suficiente cobalto en su dieta.

El cobalto se encuentra también en los meteoritos de composición de hierro y níquel.

aleaciones de cobalto

Origen del nombre cobalto

Cobalto viene de la palabra alemana Kobold que significa duende o espíritu maligno que causaba problemas de salud a los mineros de plata y cobre.

Extracción

Los recursos identificados de cobalto en el mundo suman un total de cerca de 15 millones de toneladas. La mayoría se encuentra en Australia, Canadá, Congo, Rusia y Zambia.

El fondo del océano tiene nódulos de metales que se forman cuando, durante erupciones volcánicas, el magma y elementos salidos desde lo más profundo de la tierra entran en contacto con el agua fría del mar. Estos nódulos son principalmente manganeso y son llamados nódulos de manganeso. Se estima que hay millones de toneladas de cobalto en esos nódulos, pero actualmente, no tenemos la tecnología para explotar esos nódulos a un costo razonable.

Usos del cobalto

El cobalto ha sido utilizado por las civilizaciones durante siglos para crear cristal azulado, cerámica y azulejos. De manera similar, se utiliza también para hacer pigmentos.

Además de estos usos tradicionales, el cobalto se utiliza en diversas aplicaciones industriales. Cuando el cobalto es aleado con otros metales, se crean imanes de gran potencia.

Se utilizan aleaciones que contienen cobalto en la producción de motores a reacción y motores de turbina de gas para generación de energía. Estas súper-aleaciones son responsables de casi la mitad de cobalto utilizado cada año.

El cobalto se utiliza también para fabricar materiales de corte y de alta resistencia al desgaste. TECHNALLOY distribuye aleaciones de base de Cobalto resistentes a la abrasión, por ejemplo Ultimet de Haynes.

Un isótopo artificial del cobalto, el cobalto-60, produce rayos de gamma. Se utiliza para la esterilización de suministros médicos y alimentos, para las prueba industriales y en la lucha contra el cáncer.

el cobalto

Sustitutos y alternativas

A veces, aumentan significativamente los precios de cobalto y hay preocupación por la cantidad de cobalto disponible en el mundo.

Como resultado, las industrias han tratado de conservar al máximo el consumo de cobalto. Hay algunos reemplazos de cobalto, pero no siempre funcionan tan bien como él. Por ejemplo, aleaciones como hierro-níquel o boro-hierro-neodimio, pueden utilizarse para hacer imanes.

Níquel y cerámica especial puede ser utilizado para hacer materiales de corte y resistencia al desgaste.

Aleaciones con base de níquel que contengan poca cantidad (o nada) de cobalto pueden utilizar en motores de jet.

 

 

Titanio

TITANIO

PROPIEDADES DEL TITANIO


22-Titanium-Tile

Las propiedades sobresalientes del Titanio son su alta relación de resistencia/peso y su excepcional resistencia a la corrosión. El Titanio puro tiene aproximadamente un 56% de la densidad del acero y una resistencia a la tracción entre 330 y 620 MPa, dependiendo de sus diferentes grados, que puede ser incrementada a más de 1160 MPa, en el caso del Titanio aleado. Como otros metales, la resistencia del Titanio disminuye con la temperatura, pero mantiene propiedades útiles claramente por encima de las temperaturas de trabajo de las aleaciones de Aluminio y de Magnesio. El límite efectivo para aleaciones de Titanio convencionales es aproximadamente de 500ºC a 550ºC. El Titanio puede resistir los ataques de una gran variedad de agentes corrosivos. Ello es el resultado directo de la fuerte afinidad del metal con el Oxígeno y de la excepcional estabilidad y resistencia a la corrosión del óxido metálico, una vez formado. Cabe destacar el rendimiento del Titanio en agentes corrosivos tales como agua salada, cloro, soluciones de clorito e hipoclorito, ácido nítrico, ácido crómico, cloruros metálicos, sulfuros y ácidos orgánicos.

 

Aplicaciones del titanio

  • Industria aeronáutica, energética, automoción y militar
  • Instalaciones en la Industria Química y Petroquímica
  • Procedimientos electroquímicos y de acabado de metales
  • Implantes quirúrgicos
  • Ultrasonidos
  • Tratamientos térmicos y aleaciones
  • Decoración
  • Joyería y bisutería
  • Material deportivo

CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DEL TITANIO

Entre las características físicas del titanio se tienen las siguientes:

laminasdetitanio

CARACTERÍSTICAS MECÁNICAS DEL TITANIO

Entre las características mecánicas del titanio se tienen las siguientes: