آلیاژ تیتانیوم طلا

  • نویسنده: حامیران
  • تاریخ و ساعت: 1396/04/31 - 10:24

یکی از مهم ترین ماده هایی که برای اتصال دادن زانو و ران استفاده می شود، تیتانیوم است. دلیل این انتخاب می تواند غیر سمی بودن، محکم بودن و مقاومت در برابر سایش باشد. یک کشف که در دانشگاه Rice توسط فیزیک دانان به عمل امد موجب یک تحول بزرگ در بخش فولاد ها بود. زیرا آنان متوجه شدن که می توانند با افزودن طلا نسبت3 به 1 به این اتصالات مصنوعی، ساختار اتمی آنها را بهود داد. سرپرست پژوهش مذکور که پروفسور امیلیا موروسن نام دارد، اعلام کرد: :” این آلیاژ، 3 تا 4 برابر سخت تر از بیشتر فولادهاست و 4 برابر سخت تر از تیتانیوم خالص است که در حال حاضر در بیشتر ایمپلنت های دندانی و اتصالات جایگزین استفاده می شود.”

آلیاژ تیتانیوم – طلا
چهار برابر سخت تر از بیشتر فولادها

در واقع، ساختار اتمی این ماده با اتم هایی که در یک ساختار بلوری مکعبی- که مشخصه غالب آن سختی است، با فشردگی چیدمان شده اند قبلا شناخته شده بود. حتی مشخص نیست که پروفسور موروسن و دانشجوی همکار طرح، اتری اسوانیدزه (Eteri Svanidze)، نخستین کسانی باشند که نمونه ای خالص از شکل فراسخت بتای این ترکیب ساخته اند. اما از خوش اقبالی، آنها و همکارانشان نخستین کسانی هستند که خواص قابل توجه این ماده را مستندسازی می کنند.

پروفسور موروسن توضیح می دهد:” یکی از کارهایی که ما هنگام ساخت یک ترکیب جدید انجام می دهیم، تلاش برای خردکردن آن ترکیب به شکل پودر برای انجام آنالیز پرتوی ایکس است. این امر به شناسایی ترکیب شیمیایی، خلوص، ساختار بلوری و سایر خواص ساختاری کمک می کند. هنگامی که ما برای خرد کردن آلیاژ تیتانیوم-طلا تلاش کردیم نتوانستیم چنین کنیم. حتی من یک هاون و دسته الماسی (پوشش دهی شده) خردیم اما باز هم نتوانستیم آن را بطور کامل خرد کنیم.” پروفسور موروسن و اسوانیدزه تصمیم به پیگیری آزمون هایی برای تعیین دقیق میزان سختی ترکیب گرفتند و نیز تصمیم گرفتند که سختی سایر ترکیبات تیتانیوم و طلا را که در مطالعه اولیه برای مقایسه استفاده کرده بودند اندازه گیری کنند.
یکی از ترکیبات دیگر ( آلیاژ تیتانیوم – طلا )، مخلوطی از سه قسمت تیتانیوم و یک قسمت طلا بود که در دمای بالا آماده سازی شده بود.
چیزی که گروه در آن زمان نمی دانستند این بود که ساختن آلیاژ تیتانیوم – طلا (تیتانیوم3- طلا) در دمای نسبتا بالا، یک فرم بلوری تقریبا خالص از نسخه بتای این آلیاژ تولید می کند. در دماهای کمتر، اتم ها به آرایش در ساختار مکعبی دیگری – فرم آلفای تیتانیوم3-طلا-تمایل داشتند. ساختار آلفا تقریبا به سختی تیتانیوم عادی است. به نظر می رسد که آزمایشگاه هایی که سختی تیتانیوم3-طلا را قبلا اندازه گیری کرده بودند، نمونه هایی را سنجش کرده بودند که بشدت از چیدمان آلفای اتم ها تشکیل شده بودند.
برای نمونه، برای ایمپلنت های زیست پزشکی، دو معیار کلیدی عبارتند از زیست سازگاری و مقاومت به سایش. چون تیتانیوم و طلا در آلیاژ تیتانیوم – طلا در میان زیست سازگارترین فلزات هستند و غالبا در ایمپلنت های پزشکی بکار می روند، گروه بر این باور بود که تیتانیوم3-طلا نیز همین طور خواهد بود. آزمایش ها توسط همکاران در دانشگاه تکزاس، مرکز سرطان شناسی اندرسون در هوستون مشخص نمود که این آلیاژ جدید، حتی زیست سازگارتر و دارای مقاومت به سایش بیشتری نسبت به تیتانیوم خالص می باشد. پروفسور موروسن می گوید که گروه او، قصد انجام آزمایش های بیشتر برای بررسی بیشتر ساختار بلوری آلیاژ تیتانیوم – طلا (beta titanium-3-gold ) و بررسی این موضوع که آیا آلاینده های (دوپانت های) شیمیایی می توانند سختی آلیاژ را بیشتر کنند یا خیر دارند.

کلمات کلیدی

به کانال رسمی حامیران در تلگرام بپیوندید