一、钛及钛合金简介
纯钛及钛合金在医学与口腔行业，应用十分广泛。本期主要说一下纯钛和钛合金区分、分类及应用情况。
植入体：股骨柄
钛支架
1.钛和钛合金具有良好的生物相容性，可以作为人体植入体材料；2.比强度高。钛合金具有很高的强度，其强度可与大部分钢铁相媲美，而其密度仅为钢的60%左右，所以钛合金的植入体相对较轻；
3.弹性模量低，约为钢铁的一半。所以植入人体后，对于骨骼的生长十分有利；
4.纯钛及钛合金的耐腐蚀性能强。这是因为钛合金在室温时表面就会形成一层氧化膜，可耐酸碱等的腐蚀。
下边通过简单介绍让大家对纯钛和钛合金有一个基本认知和区分。
二、纯钛和钛合金的区分
工业和生活中使用的纯钛一般是工业纯钛。工业纯钛是指含钛量在98%以上的钛材，含有铁、碳等杂质元素。按照杂质元素含量的多少，又划分为不同等级的纯钛等。钛合金有很多种，义齿加工厂接触到的基本上都是TC4钛合金。其含钛量为89%左右，另外还含有6%左右的铝元素和4%左右的钒元素。如果是纯钛粉和TC4钛合金粉放在一起的话，是较难分辨的，只能通过化验化学成分来分辨。如果是打印成零件，就很容易区分了。
纯钛强度较低，韧性很好，TC4钛合金强度高，韧性相对来说差一些。打印完成后，通过外观基本无法分辨，可以用钳子试掰来分辨，能比较容易掰变形的是纯钛，不容易被掰变形，回弹较大的TC4钛合金。
99.999%高纯钛
三、钛的分级
“几级钛”这种说法是美国标准，国内一般直接说牌号。为了便于认知，对钛的分级和国标牌号进行一下对应。
纯钛级别越高，杂质元素含量越高，相应的强度也越高，韧性也越差。如下所示。1级钛最软，韧性最好。
TC4钛合金：我们经常说的5级钛，其实对应国标的TC4钛合金，TC4钛合金和TA1纯钛的化学元素含量对比如下表所示：
TC4钛合金（5级钛），欧标也称为Ti-6Al-4V，就是因为它含有6％的铝和4％的钒。它具有比市售纯钛强度高。它是可热处理来控制材料的力学性能的。该等级的钛合金是强度，耐腐蚀性，焊接性和可加工性的完美结合。
3D打印的TC4钛合金股骨头假体
虽然级别相邻，但是4级钛和5级钛完全就是2种不同的材料，性能差异太大，尤其是韧性差别很大。
四、应用与选择
由于纯钛和钛合金性能上的差异，所以需要综合考虑来进行材料选择。
从活动支架应用角度考虑的话：
1.异物感：纯钛强度低，因此纯钛支架需要设计的更厚一点才能满足强度要求，制作支架设计厚度要大于TC4钛合金，所以口内异物感更重。2.制作成本：纯钛和钛合金材料密度基本相同，材料价格也基本相同，纯钛支架厚度大，消耗的粉末原材料要多于TC4支架，制作成本更高。3.固位力：纯钛强度低韧性好，但卡环容易变形而失去固位力，TC4钛合金基本没有这个问题。
4.韧性：纯钛韧性好，卡环可经受多次调整而不断。一般的TC4打印韧性较差，但是经过试验测试，金沙js3833生产的TC4钛合金粉末（代号DPR-M02）打印的支架卡环经过优化的热处理后，韧性明显改善，卡环同样可以达到可调状态，弯折4-5次而不断。
5.打磨抛光：TC4钛合金支架打磨抛光后的效果优于纯钛，纯钛打磨抛光后整体发暗发灰，光泽度低。
从固定牙冠应用角度考虑的话：
纯钛和钛合金的烤瓷性能相似，金瓷结合力比钴铬合金要差一些。应当选择纯钛专用WO、OP和体瓷等。在800℃左右的低温进行烤瓷。钛合金牙冠强度和硬度都高于纯钛，在车金打磨时稍微费力，但不容易变形。纯钛强度低，车金打磨相对容易，但在这些过程中也更容易发生变形。
从安全角度考虑的话：
相比对于TC4钛合金，纯钛的活性更高，打印过纯钛的滤芯更易发生着火事故。因此在处理时必须非常小心。打印钛合金的滤芯其安全性要高于纯钛的。
综上所述，在齿科方面TC4钛合金的性能优于纯钛，使用TC4钛合金打印牙冠和支架优势明显。
五、结语
随着科技的进步与发展，现在很多口腔及医疗行业的客户开始接触并使用3D打印技术来制备纯钛及钛合金的部分产品。但是，在使用3D打印纯钛及钛合金时也有很多需要注意的事项。我们会在接下来的文章中，会详细的描述关于钛合金的各种应用端的技术特性及要求。
金沙js3833作为医疗器械金属制造专家，为客户提供稳定高质的TC4钛合金以及钴铬合金等粉末产品，若您需要，可随时与我们联系。