鈦金屬作為重要的功能材料，以其密度小、比強度高和耐蝕性好等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于航空航天、能源工業(yè)、醫(yī)學(xué)用品等領(lǐng)域。

醫(yī)用鈦及鈦合金的發(fā)展歷程大致分為3個時期：

第一時期以純鈦和 Ti-6AI-4V 為代表；

第二時期為 α+β 型合金，以 Ti-5A1-2.5Fe 和Ti-6Al-7Nb 為代表；

第三時期以研制生物性能更好、彈性模量更低的 β 型鈦合金為主要防線。新的鈦合金材料的應(yīng)用將是目前主流醫(yī)療器械發(fā)展的方向。

關(guān)于醫(yī)用鈦合金材料的研究在我國開始于 20 世紀(jì) 70 年代，西北有色金屬研究院研制出 Ti-2.5Al-2.5Mo-2.5Zr(TAMZ)，在90年代又相繼開發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的Ti-6Al-4V, Ti-Al-2.5Fe和Ti-6Al-7Nb材料。中國科學(xué)院也開發(fā)出新型 β 鈦合金Ti-24Nb-4Zr-7.6Sn。 我國目前的鈦合金發(fā)展以突破性的新材料和鈦合金材料的積極應(yīng)用為主要方向。

1、鈦在不同介質(zhì)中的耐腐蝕性

研究醫(yī)用材料的耐蝕性能相當(dāng)重要。一方面，植入材料的部分金屬離子或腐蝕產(chǎn)物滲入生物體組織，可引發(fā)不同程度的生理反應(yīng)；另一方面，由于體液的存在，某些材料的性能可能會嚴(yán)重下降，致使其迅速損壞甚至失效。 人體環(huán)境相對復(fù)雜，更容易造成微量元素的溶解，改變氧化層的穩(wěn)定性。輕微的摩擦可使鈦表面形成的鈍化膜遭受不同程度的破壞，如在貧氧的環(huán)境中，氧化層的穩(wěn)定性減弱，受到破壞時不能立即修復(fù)或形成新的氧化層， 更易引起腐蝕。而這種情況在人體的反復(fù)運動和器械配合使用中幾乎無法避免。塑性變形會改變材料的組織狀態(tài)， 進而使材料的腐蝕性能受到影響。 不同程度的塑性變形對材料的腐蝕性能影響差異較大。在塑性變形過程中， 由于內(nèi)部應(yīng)力的集中致使界面和晶粒中產(chǎn)生缺陷，因此，塑性變形會弱化材料的耐腐蝕能力。

2、鈦的腐蝕機理

鈦是 IVB 族過渡元素，化學(xué)性質(zhì)較活潑，與氧有很大的親合力。在任何含氧介質(zhì)中，鈦的表面容易生成一層致密的鈍化膜，這層鈍化膜極薄，其厚度通常為幾納米～幾十納米。 鈦合金鈍化膜的存在致使表面活性溶解的面積減少，溶解速率減慢，從而抵制了溶解造成的損害。 另外，鈍化膜也能夠自動修復(fù)，當(dāng)受到破壞時，能迅速地形成新的保護膜。 因此，鈦的耐蝕性能良好。植入生物體的金屬鈦，腐蝕形式可分為孔蝕、應(yīng)力腐蝕、縫隙腐蝕、電偶腐蝕以及磨損腐蝕等。