Титан был открыт в 1795 г. М. Н. Claproth. Впервые его использовал для остеосинтеза G. Levanthol (1951). В 1959 г. Л. К. Митюнин защитил кандидатскую диссертацию по применению титановых стержней для остеосинтеза.
Титан очень распространен в природе. Важнейшими минералами, содержащими титан, являются титаномагнетиты FeTW3 и FезO
, ильменит FeTiO„ сфен CaTiSiO5 и рутил TiO2. Основные месторождения титановых руд в СССР находятся на Урале.
Металлический титан образуется при спекании под вакуумом металлической губки, полученной восстановлением тетрахлорида титана магнием при температуре 800— 850°С. Титан плавится при температуре 1690°С, имеет плотность 4,5 г/см
. В настоящее время получен титан ВТ 1-0 и ВТ 1-00 (соответственно 99,53 и 99,48% чистоты). Примерно 0,5% составляют примеси железа, азота, водорода, которые ухудшают свойства титана. Концентрация водорода в титане ВТ 1-00 при 20°С составляет 0,002 %, а при нагреве до 300°С в нем растворяется около 0,14 % водорода. Допустимым насыщением, при котором не уменьшается время до разрушения об-.
Таблица 2.
Металлы, применяемые для изготовления имплантатов
Название. металла | ссср | сша | ||
сплав | стандарт | сплав | стандарт | |
Технический | ВТ 1-0 | ГОСТ. 221 78-76Е | Ti-35A | ASTM F67-66 |
титан | ВТ 1-00 | Ti-75 А | ||
Титановый. сплав | ВТ-6 | ГОСТ. 19807—74 | Ti-6A1-4V | ASTM FI36-70 |
КХС | КХС | МРТУ-42. 5025—62 | «Vitallium» | ASTM F75-67 |
Нержавею¬. щая. сталь | 03X1741 4М2 | ГОСТ 5632 - 74 | "Stainless. 316" | "Steel". ASTM F55-71 |
Нержавеющая сталь | 40X13 | ГОСТ 5949 - 75 | ||
разца, считается 0,012%. Наступившая водородная хрупкость может быть устранена с помощью вакуумного отжига. Небольшое количество титана высокой чистоты может быть получено йодидным методом.
В химическом отношении титан является активным элементом. Благодаря защитной пленке, состоящей из TiO2, он приобретает коррозионную стойкость. В зависимости от окружающей среды защитная пленка может расти или растворяться в кислотах, реагирующих с титаном, выделяется водород, в связи с чем образуются пленки из гидрида титана, тогда как в азотной кислоте, царской водке или в хромовой кислоте — из TiO2. Ионы фтора, концентрированная серная, концентрированная соляная и щавелевая кислоты образуют с титаном комплексные легкорастворимые соединения и препятствуют созданию защитных пленок. Щавелевая кислота любой концентрации вызывает сильную коррозию титана при температуре выше 35°С. Коррозионную стойкость титана можно повысить легированием элементами, увеличивающими стойкость и прочность защитной пленки.
Небольшие легирующие присадки (до 0,1 %) молибдена, циркония, рения, тантала, палладия, платины создают положительные значения электропотенциала титана. Для титана характерны как благородные пассивные потенциалы, так и активное состояние. Пленки быстро образуются на титане в присутствии воздуха и имеют потенциал —100—300 мВ, тогда как стандартный потенциал титана равен 1,65 В. Смещение потенциала в отри-.
цательную сторону в зависимости от окружающей среды объясняется тем, что скорость растворения пленки превышает скорость ее образования. Потенциал пробоя для титана равен 0,9 В. Маловероятно, что в тканях возникает такая разность потенциалов.
Титан относится к полиморфным металлам и имеет две аллотропические