Production of a low young modulus titanium alloy by powder metallurgy

Santos, Daniel Rodrigues dos; Henriques, Vinícius André Rodrigues; Cairo, Carlos Alberto Alves; Pereira, Marcelo dos Santos

doi:10.1590/s1516-14392005000400014

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“…Besides this limitation, Ti exhibits another drawback to its use in clinical practice, orthopedics and dentistry, which is the difference between the modulus of elasticity of the metallic implant of Ti (110GPa) and the modulus of elasticity of bone tissue (10-30GPa) [14]. However, this drawback can be controlled with the fabrication of pores in the structure of Ti implants [9,15] or with new Ti allows of low modulus of elasticity [16].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Porous Titanium by Powder Metallurgy for Biomedical Application: Characterization, Cell Citotoxity and in vivo Tests of Osseointegration

Vasconcellos¹,

Carvalho²,

Prado³

et al. 2012

Biomedical Engineering - Technical Applications in Medicine

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Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Porous Titanium by Powder Metallurgy for Biomedical Application: Characterization, Cell Citotoxity and in vivo Tests of Osseointegration

Vasconcellos¹,

Carvalho²,

Prado³

et al. 2012

Biomedical Engineering - Technical Applications in Medicine

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“…(como segundo autor) [5] utilizando la misma técnica pulvimetalúrgica y mezcla elemental de polvos. La energía aportada en la etapa de sinterizado es muy similar ya que aportan mucha más temperatura pero durante menor tiempo.…”

Section: Discusión De Resultados De Características Microestructuralesunclassified

“…Microestructuras obtenidas de la aleación Ti 35Nb por Rodriguez V.A.H. [5] con un procesado similar al llevado a cabo en este estudio.…”

Section: Discusión De Resultados De Características Microestructuralesunclassified

“…La presencia de sólo las fases más estables del titanio, α y β, viene justificada por el enfriamiento lento y la presencia de estaño en las aleaciones, que limita la posibilidad de la aparición de la fase ω como ya han demostrado otros autores en procesado por técnicas de fusión [6] y otros trabajos con el procesado por pulvimetalurgia [5].…”

Section: Discusión De Resultados De Características Microestructuralesunclassified

“…Esto hace que su utilización esté creciendo en diferentes sectores industriales como el aeronáutico, espacial o el automovilístico. Además en aplicaciones más concretas, como biomaterial, en implantes óseos o dentales [3,4,5]. Dentro de las aplicaciones biomédicas es uno de los mejores materiales y el que mayor crecimiento está experimentando, por sus características frente a la corrosión y su menor módulo elástico.…”

Section: Antecedentesunclassified

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Desarrollo y caracterización de aleaciones Ti-Nb-Sn obtenidas por vía pulvimetalúrgica.

Albeza¹

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A mi familia, amigos y todas las personas que son especiales para mí, por su apoyo incondicional. Agradecimientos.Me gustaría agradecer en primer lugar a la Universitat Politècnica de València Por la financiación recibida a través del programa de Formación de Personal Investigador para la realización de esta tesis doctoral.Por otro lado me gustaría agradecer al Instituto de Tecnología de Materiales la oportunidad que me ha brindado y el apoyo de todo su personal. Resumen.Las aleaciones de titanio con microestructura β destacan sobre todo por sus buenas propiedades específicas, su resistencia a la corrosión y por su bajo módulo elástico que las hacen muy apropiadas para su utilización como biomaterial en implantología ya que reducen de forma drástica fenómenos indeseados como el apantallamiento de tensiones.Existen grandes dificultades para procesar este tipo de aleaciones pero la pulvimetalurgia convencional se muestra como una de las mejores opciones. Unido a la mezcla elemental de polvos se aprovecha la gran reactividad del titanio para obtener aleaciones homogéneas a pesar del carácter refractario de los principales aleantes betágenos del titanio. Pero esta gran reactividad entorpece el procesado ya que se debe tener especial cuidado para no contaminar u oxidar el material.En este trabajo se ha desarrollado una serie de aleaciones de titanio tipo β procesadas por pulvimetalurgia y mezcla elemental de polvos. Se ha utilizado el niobio como principal elemento de aleación betágeno, y se ha incluido pequeños contenidos de estaño estudiándose la influencia de éste como tercer elemento en la aleación.En primer lugar se ha optimizado el procesado logrando un nivel de repetitividad y homogeneidad muy alto. Se ha estudiado las microestructuras obtenidas para comprender el comportamiento mecánico de las mismas así como su comportamiento frente a la corrosión simulando las solicitaciones requeridas como biomaterial. Se ha puesto especial hincapié en la determinación del módulo elástico por diferentes métodos de modo que permita un mayor acercamiento a la modificación del mismo mediante aleación, y todo ello comparado con los resultados alcanzados por otros investigadores. Los resultados obtenidos muestran que las aleaciones desarrolladas mediante la adición de 2 y 4 % de estaño a aleaciones base Ti 30Nb, así como la técnica de procesado seleccionada son una gran alternativa, desde el punto de vista de propiedades, y económicamente viable. Resum.Els aliatges de titani amb microestructura β destaquen sobretot per les seues bones propietats específiques, la seua resistència a la corrosió i pel seu baix mòdul elàstic que els fan molt apropiats per a la seua utilització com a biomaterial en implantología ja que reduïxen de forma dràstica fenòmens no desitjats com l'apantallament de tensions.Hi ha grans dificultats per a processar este tipus d'aliatges però la pulverimetal•lúrgia convencional es mostra com una de les millors opcions. Unit a la mescla elemental de pols s'aprofita la gran reactivitat del titani per a obtindre a...

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Preparation, microstructures, mechanical properties, and cytocompatibility of TiMn alloys for biomedical applications

et al. 2010

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The titanium-manganese (TiMn) alloys have been extensively used in aerospace and hydrogen storage. In this study, the TiMn alloys with various manganese contents ranging from 2 to 12 wt % were prepared by using mechanical alloying and spark plasma sintering (SPS) techniques. The microstructures, mechanical properties including hardness, elastic modulus and ductility, cytotoxicity and cell proliferation properties of the TiMn alloys were investigated to explore their biomedical applications. The addition of manganese to the titanium reduced the alpha to beta transformation temperature and was confirmed as a beta stabilizer element. The manganese increased the relative density of the alloy and thus high density TiMn alloys with alpha+beta structure were prepared by using SPS at 700 degrees C. The hardness increased significantly ranging from 2.4 GPa (Ti2Mn) to 5.28 GPa (Ti12Mn) and the elastic modulus ranging from 83.3 GPa (Ti2Mn) to 122 GPa (Ti12Mn), the ductility decreased ranging from 21.3% (Ti2Mn) to 11.7% (Ti12Mn) with increasing manganese content in the Ti. Concentrations of Mn below 8 wt % in titanium reveal negligible effects on the metabolic activity and the cell proliferation of human osteoblasts. The Mn could be used in lower concentrations as an alloying element for biomedical titanium. The Ti2Mn, Ti5Mn, and Ti8Mn alloys with supervisor mechanical properties and acceptable cytocompatibility have a potential for use as bone substitutes and dental implants.

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Production of a low young modulus titanium alloy by powder metallurgy

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Porous Titanium by Powder Metallurgy for Biomedical Application: Characterization, Cell Citotoxity and in vivo Tests of Osseointegration

Porous Titanium by Powder Metallurgy for Biomedical Application: Characterization, Cell Citotoxity and in vivo Tests of Osseointegration

Desarrollo y caracterización de aleaciones Ti-Nb-Sn obtenidas por vía pulvimetalúrgica.

Preparation, microstructures, mechanical properties, and cytocompatibility of TiMn alloys for biomedical applications

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