جودة صب سبائك النيكل & المسبوكات سبائك الكوبالت مصنع

ما هي المتطلبات التقنيةشريط النيكل?   تلعب أشرطة النيكل وظائف أساسية مثل الاتصال الكهربائي والدعم الهيكلي وحماية السلامة في بطاريات مركبات الطاقة الجديدة (وخاصة بطاريات الطاقة).أدائهم يؤثر بشكل مباشر على الموثوقية، عمر، وسلامة البطارية. فيما يلي تحليل مفصل من جانبين: سيناريوهات تطبيق محددة والمتطلبات التقنية: تطبيقات محددة لأشرطة النيكل في بطاريات المركبات ذات الطاقة الجديدة 1- الاتصال الكهربائي بين خلايا البطارية: لحام بطاقة الكترود والشريط سيناريو التطبيق:قم بتوصيل علامات الإلكترود الإيجابية والسلبية (اللوحات الإيجابية من الألومنيوم ، علامات النحاس السلبية) من خلية بطارية واحدة مع شريط الحافلة في الوحدة لتشكيل مسار تيار. حالة نموذجية: في وحدة بطارية تيسلا 4680،أشرطة النيكلربط علامات بطارية البطارية إلى قضبان الفولاذ المقاوم للصدأ عن طريق لحام بالليزر ، ودعم تيار تفريغ مستمر يصل إلى 150A. الدور الرئيسي:تقليل مقاومة الاتصال (الهدف < 2mΩ) ، وتقليل فقدان الطاقة، وتحسين كفاءة البطارية. تشتت كثافة التيار لتجنب الإفراط في تسخين الألواح المحلية (مثل التحكم في درجة الحرارة عند ≤80 درجة مئوية أثناء الشحن السريع). 2- تثبيت هيكل الوحدة وتخفيف الضغوطسيناريوهات التطبيق:كقطعة اتصال بين الخلايا، يتم تحديد موقع الخلية عن طريق اللحام الموقع أو اللحام بالليزر،والذي يستخدم عادة في بطاريات الغلاف الألومنيوم المربع (مثل وحدات CATL CTP) والبطاريات الناعمة (مثل بطاريات الكيس LG New Energy).الوظيفة الأساسية:امتصاص توسع حجم الخلية أثناء الشحن والفراغ (حوالي 10٪ ~ 15٪) لمنع علامة التبويب من كسر أو الحجاب الحاجز من ثقب.توفير الدعم الميكانيكي لضمان الاستقرار الهيكلي للوحدة تحت الاهتزاز (مثل القيادة المضطربة للسيارة ، وتردد الاهتزاز 5 ~ 2000Hz). 3مكونات حماية السلامة: حزام التأمين وحماية التيار الزائدسيناريوهات التطبيق:تم تصميمه كحزام نيكل قابل للتصميم (مثل هيكل رقيق محليًا أو مجوف) ، ويتم توصيله بسلسلة في دائرة البطارية.الوظيفة الأساسية:عندما يتجاوز التيار الحد الأدنى (مثل التيار الدائرة القصيرة > 500A) ، يذوب حزام النيكل قبل الخلية ، ويقطع الدائرة ، ويمنع الهروب الحراري.يجب أن يتم التحكم في وقت الاستجابة في غضون 10 ميس، ومقاومة العزل بعد الذوبان يجب أن تكون ≥100MΩ لضمان السلامة. 4دمج نظام إدارة الحرارةسيناريوهات التطبيق:كوسيلة لنقل الحرارة ، فإنه ينقل حرارة خلية البطارية إلى لوحة تبريد المياه للوحدة أو الغلاف ، ويستخدم جنبا إلى جنب مع زيت السيليكون الموصل الحراري.الوظيفة الأساسية:يجب أن تكون الموصلية الحرارية ≥90W/(m・K) ، والهدف هو السيطرة على فرق درجة الحرارة بين خلايا البطارية إلى ≤2 °C لتجنب تدهور القدرة الناجم عن الإفراط في الحرارة المحلية.تم تصميم بعض الشرائط النيكلية كهياكل القنوات الدقيقة ومضمنة في أنابيب التبريد السائل لتحسين كفاءة تبديد الحرارة (مثل محلول التبريد غير المباشر للبطاريات BYD). 5متطلبات العملية والموثوقيةدقة الأبعاد: تسامح سمك ± 5٪ (مثل 0.1mm)شريط النيكلمعدل التسامح ± 0.005mm) ، معدل التسامح العريض ± 0.1mm، لضمان قابلية التكيف مع معدات اللحام الآلي.جودة السطح:الخامسة Ra≤1.6μm، تجنب التجويف الذي يخترق الحجاب الحاجز.لا يوجد لون أكسدة ، ولا وجود بقع زيتية ، يجب أن يتم تصفية سطح اللحام مع سبيكة النيكل الفوسفور (سمك اللحام 2 ~ 5μm) لتحسين موثوقية اللحام.قابلية التتبع: رقم المجموعة، التركيب الكيميائي (Ni≥99.5٪، الشوائب Fe≤0.1٪، Cu≤0.05٪)يجب تسجيل بيانات الخصائص الميكانيكية للشريط النيكل لتلبية متطلبات نظام إدارة الجودة IATF 16949.   التحديات والحلول التقنية النموذجية1متطلبات رقيقة للغاية تحت كثافة طاقة عاليةالتحدي: من أجل زيادة كثافة الطاقة في مجموعة البطارية (الهدف ≥300Wh/kg) ،شريط النيكلتحتاج إلى انخفاض من 0.15mm إلى أقل من 0.08mm، ولكن من السهل أن يسبب انخفاض في قوة.الحل:استخدام عملية التنقيب البارد + التسخين لتحسين القوة والمرونة من خلال تنقية الحبوب (متوسط حجم الحبوب ≤10μm).تطوير شريط مركب من النيكل والجرافين. 5% محتوى الجرافين يمكن أن يزيد من قوة الشد بنسبة 30% مع الحفاظ على الموصلات فوق 95%.2تحسين إزالة الحرارة في سيناريوهات الشحن السريعالتحدي: أثناء الشحن السريع للغاية بقدرة 480 كيلوواط، قد تتجاوز درجة حرارة نقطة اتصال شريط النيكل 150 درجة مئوية، مما يؤدي إلى أكسدة النيكل أو فشل مفصل اللحام.الحل:يزيد طلاء الفضة (بسمك 1 ~ 2μm) على سطح شريط النيكل من الموصلات الحرارية إلى 420W / (((m・K) ، ويزيد كفاءة تبديد الحرارة بنسبة 50٪.تصميم بنية شريط نيكل متداخلة لزيادة منطقة تبديد الحرارة، والتعاون مع التبريد السائل القناة الدقيقة للحد من درجة حرارة النقطة الساخنة بأكثر من 20 درجة مئوية.3تكنولوجيا مضادة للتآكل تحت متطلبات الحياة الطويلةالتحدي: في البطاريات ذات عمر دورة ≥3000 مرة ، قد يحدث التآكل بين الحبيبات عندما يكون الشريط النيكل في اتصال طويل مع الكهربائي.الحل:استخدام تكنولوجيا طلاء النيكل الفراغ لتشكيل طبقة من النيكل النقي غير مسامية (سمك ≥ 3μm) لمنع اختراق الكهربائيات.تطوير عملية تعزيز فيلم التخفيف ، وزيادة سمك فيلم NiO من 5nm إلى 20nm من خلال الأكسدة الكهربائية ، وتقليل معدل التآكل إلى 0.01μm / سنة.   التوجهات التكنولوجية المستقبليةالابتكار المادي:شريط النيكل النانوكريستالي (حجم الحبوب < 100nm): تم زيادة القوة إلى 800MPa ، مع الحفاظ على إطالة 25٪ ، والتكيف مع المواصفات الأرق (أقل من 0.05mm).شريط مركب من الأنابيب النانوية من النيكل والكربون: تم زيادة التوصيل إلى 6.5 × 107 S / m ، مما يلبي متطلبات المعوقة المنخفضة لمنصة الجهد العالي 800 فولت.تحديث العملية:اللحام بالموجات فوق الصوتية الذكية: مراقبة في الوقت الحقيقي لقوة اللحام وامتدادها من خلال خوارزميات الذكاء الاصطناعي ، مما يزيد من عائد مفصل اللحام من 95٪ إلى 99.5٪.التصنيع الإضافيشريط النيكل: الطباعة ثلاثية الأبعاد للشرائط النيكلية ذات الهيكل المعقدة (مثل قنوات التبديد الحراري في دوامة) للتكيف مع تصاميم وحدات البطارية ذات الشكل الخاص.التنمية المستدامة:تطوير شريط النيكل غير الكهربائي: توليد طبقة النيكل مباشرة على سطح الركيزة النحاسية من خلال ترسب البخار الكيميائي (CVD) للحد من تلوث مياه الصرف الصحي.تحسين نظام إعادة تدوير الشريط النيكل: استخدام تكنولوجيا التسخين بالحث الكهرومغناطيسي لتحقيق فصل غير خاسر للشريط النيكل وخلية البطارية ومعدل استرداد المواد المستهدفة ≥98٪.ملخص شريط النيكلهو مكون أساسي "غير مرئي ولكن حاسم" في بطاريات المركبات ذات الطاقة الجديدة ، ويجب أن يستوفي أداؤه المتطلبات الصارمة لأبعاد متعددة مثل الكهربائية والميكانيكية ،والبيئةمع تطوير منصة 800 فولت عالية الجهد وتكنولوجيا الشحن السريع جدا وبطاريات الحالة الصلبة، سيتم تكرار شريط النيكل في اتجاه رقيق جدا، عالية القوة،والتكامل الوظيفي، ومواصلة دعم الاختراقات في تكنولوجيا بطارية الطاقة. Collaborative innovation between car companies and material manufacturers (such as the joint research and development of nickel strip by CATL and Baosteel Metal) will become a key driving force for the advancement of the industry.  

ما دور شريط النيكل في البطارية؟   أشرطة النيكلتستخدم على نطاق واسع في تصنيع بطاريات الليثيوم، والتي تتوافق بشكل كبير مع خصائصها الفيزيائية والكيميائية الفريدة والمتطلبات الوظيفية للبطاريات الليثيوم.فيما يلي تحليل من جانبين: الأسباب الأساسية والوظائف المحددة:   أ. الأسباب الرئيسية لشركات النيكل في تصنيع بطاريات الليثيوم   1. إدارة ممتازة والاستقرار أداء الموصل: موصلة النيكل النقي حوالي 5.9 × 107 S / m (ثاني فقط للنحاس والفضة) ،والتي يمكن أن تضمن نقل فعال للتيار داخل البطارية وتقليل خسائر الطاقة. الاستقرار البيئي: خلال عملية شحن وتفريغ بطاريات الليثيوم (وخاصة في سيناريوهات الجهد العالي والتيار العالي) ، تقلبات المقاومةأشرطة النيكلصغير، وليس من السهل أن يسبب اتصال سيء بسبب تغيرات درجة الحرارة (-40°C ~ 85°C). 2مقاومة جيدة للتآكل والتوافق الكيميائي التآكل المضاد للكهربائيات: الكهربائيات في بطاريات الليثيوم هي في الغالب محلول كربوني من هيكسفلوروفوسفات الليثيوم (LiPF6) ، وهو حمضي ضعيف.يُشكل بسهولة فيلم من أوكسيد النيكل (NiO) على سطح شرائط النيكل لمنع المزيد من التآكل، في حين أن المعادن مثل الحديد والألومنيوم تآكل بسهولة من قبل الكهربائيات. لا يوجد خطر من التفاعل الكيميائي: النيكل والليثيوم (Li) ليس لهما ردود فعل جانبية عنيفة ، مما يتجنب فشل المواد أو مخاطر السلامة (مقارنة مع الشرائط النحاسية ، والتي قد تشكل سبائك مع الليثيوم ،تسبب أضرار هيكلية).3أداء معالجة ممتازة وتكييف لحامالصلابة: يمكن معالجة شرائط النيكل إلى سماكة رقيقة للغاية من 0.05 ~ 2mm وليس من السهل كسرها ،مناسبة لتخطيط المساحة المدمجة للبطاريات الدقيقة (مثل البطاريات الناعمة والبطاريات الأسطوانية).موثوقية اللحام: يمكن ربط شرائط النيكل والشرائح (عادة الألومنيوم أو النحاس) والقشور (الصلب المقاوم للصدأ / الألومنيوم) بشكل راسخ من خلال اللحام بالموجات فوق الصوتية واللحام بالليزر ،وقوة الشد من لحام يمكن أن تصل إلى 50 ~ 100MPa، وهو أعلى بكثير من عمليات التطويق التقليدية أو لصق.4التوازن بين التكلفة والسلامةالتكلفة الفعالة: على الرغم من أن التكلفة أعلىأشرطة فولاذية مطلية بالنيكل، هو أقل من الشرائط النحاس النقي، والأداء الشامل (الاستقبال، مقاومة التآكل، لحام) هو أفضل، مناسبة للإنتاج الصناعي على نطاق واسع.إضافية السلامة: الشرائط النيكل لديها درجة معينة من المرونة، والتي يمكن أن تعزز توسع حجم البطارية أثناء الشحن والفراغ (حوالي 10٪ ~ 20٪) ،الحد من خطر كسر العلامة أو الاختصار.   II - الدور المحدد للشرائط النيكلية في بطاريات الليثيوم 1. وصلة التبويب وتوصيل التيار سيناريو العمل: قم بتوصيل علامتي التبويب الإيجابية والسلبية بالدائرة الخارجية (مثل شريط الحافلة لوحدة البطارية) لتشكيل مسار تيار. القيمة الرئيسية: ضمان اتصال انخفاض العائق بين علامات التبويب (أوراق الألومنيوم الإيجابية،ورق النحاس السلبي) والموصل الخارجي لتقليل المقاومة الداخلية للبطارية (عادة زيادة المقاومة الداخلية بنسبة < 5mΩ). تشتت كثافة التيار في المربعات لتجنب الإفراط في التسخين المحلي (مثل عند التفريغ مع تيار كبير ، يمكن للشريط النيكل أن يسيطر على درجة الحرارة عند ≤ 60 درجة مئوية). 2دعم هيكلي وتثبيت وحدات البطارية سيناريو العمل: كقطعة توصيل بين الخلايا في الوحدة، تحديد موقع الخلية ونقل الإجهاد الميكانيكي. القيمة الرئيسية:استخدام التشوه المرن للشريط النيكل لاستيعاب طاقة الاهتزاز (مثل الارتطام أثناء قيادة السيارة) وتقليل خطر ثقب الحجاب الحاجز الناجم عن تحريك الخلايا. يمكن أن تتناسب شريط النيكل الرقيقة للغاية (مثل 0.1 ملم) بشكل وثيق مع سطح الخلية ، مما يوفر مساحة الوحدة وزيادة كثافة الطاقة (حوالي 5 ~ 10Wh / L). 3حماية السلامة والمساعدة في إدارة الحرارةحماية الفتيل: بعضأشرطة النيكلمصممة كهياكل قابلة للاندماج (مثل المناطق المجوفة أو الرقيقة) ، عندما تكون البطارية تحت التيار الزائد (مثل التيار الدائرة القصيرة > 100A) ، فإن شريط النيكل سوف يندمج قبل خلية البطارية ،قطع الدائرة، ومنع الهروب الحراري.توصيل الحرارة وتبديد الحرارة: التوصيل الحراري للشريط النيكل هو 90W / ((m · K) ، والذي يمكن أن ينقل حرارة خلية البطارية إلى غلاف الوحدة أو لوحة تبريد المياه.عندما تستخدم مع الغراء الموصل الحراري، يمكن تخفيض المقاومة الحرارية بنسبة 30% ~ 50%.4- تطابق العمليات والإنتاج الموحدالتكيف مع الأتمتة: يمكن تشكيل شرائط النيكل عن طريق الخزعة والطحن بسرعة عالية، ويمكن أن تتكيف مع عمليات التلف والطلاء والعمليات الآلية الأخرى لخطوط إنتاج بطاريات الليثيوم،مع كفاءة إنتاج 50~100 قطعة/دقيقة.المعايير الصناعية الموحدة:يستخدم مصنعو بطاريات الليثيوم الرئيسيين (مثل CATL و Panasonic) شرائط النيكل كمواد اتصال قياسية لتسهيل تعاون سلسلة التوريد ومراقبة الجودة.   التوجهات المستقبلية: تحسين الأداء والابتكار الماديرقيقة للغاية ومجمع: تطوير أشرطة النيكل بسماكة أقل من 0.03 ملم ، أو أشرطة مركبة من النيكل والنحاس والجرافين ، لتحسين التوصيل والمرونة.عدم التطليع: استبدال التطليع التقليدي بالنيكل بتكنولوجيا الطلاء النانوي (مثل الطلاء الشبيه بالماس) لتقليل التكاليف وتحسين مقاومة التآكل. إعادة التدوير: البحث في تكنولوجيا تفكيك فعالةأشرطة النيكل(مثل فصل الكسور الهشة في درجة حرارة منخفضة) ، بهدف زيادة معدل استرداد النيكل من 70٪ الحالي إلى أكثر من 95٪ ، بما يتماشى مع احتياجات الاقتصاد الدائري.لا تزال شريط النيكل هي "المعيار الذهبي" لمواد اتصال بطارية الليثيوم مع مزاياها الشاملة في الأداء ، ودورها لا يمكن استبداله.مع تطور تكنولوجيا البطارية نحو كثافة طاقة عالية وطول العمر، فإن تحسين الأداء والتطبيق المبتكر للشرائط النيكل سوف تستمر في التركيز على الصناعة.    

المكوك الفضائي يحتاجورق التيتانيومأساسا بسبب أدائها الشامل الممتاز، والتي يمكن أن تلبي الاحتياجات الخاصة في مجال الطيران والفضاء في البيئات القاسية.   1التوازن بين الوزن الخفيف والقوة العاليةمهمات الفضاء حساسة للوزن: كل كيلوغرام واحد من تخفيض وزن مكوك الفضاء يمكن أن يقلل بشكل كبير من تكلفة الإطلاق ويزيد من قدرة الحمولة المفيدة.كثافة ورق التيتانيوم 4 فقط.5g / cm3 ، وهو حوالي 57٪ من الصلب ، ولكن قوته قريبة من الصلب عالي القوة (قوة السحب يمكن أن تصل إلى 500-1100MPa) ،والتي يمكن أن تقلل من وزن الهيكل مع ضمان قوة المكونات.التطبيقات النموذجية: تستخدم في تصنيع الهياكل تحمل الحمل مثل إطارات جسم الطائرة وخزانات الوقود ومقاعد المحرك. على سبيل المثال،عقدة خزان الوقود الخارجي من مكوك الفضاء الأمريكي مصنوعة من سبيكة التيتانيوم، مما يضمن أنه يمكن أن تتحمل الدفع الضخم مع تقليل الوزن.   2مقاومة درجات الحرارة العالية ومقاومة التآكلالبيئة الحرارية القاسية: عندما يمر المكوك الفضائي من خلال الغلاف الجوي،درجة حرارة السطح يمكن أن تصل إلى 1200-1650 درجة مئوية (مثل الحافة الأمامية للجناح وبطن جسم الطائرة)، والمعادن العادية من السهل ترقيتها أو أكسدة. ورق التيتانيوم (وخاصة سبيكة التيتانيوم ، مثل Ti-6Al-4V) لا يزال يمكن أن تحافظ على قوة جيدة ومقاومة الأكسدة في ** 500 ° C ** ،الذي هو أفضل من سبيكة الألومنيوم (مقاومة درجة الحرارة حوالي 300 درجة مئوية).مقاومة للتآكل: يتم تشكيل فيلم أكسيد TiO2 الكثيف بسهولة على سطحورق التيتانيوم، والتي يمكن أن تقاوم تآكل إشعاع الجسيمات عالية الطاقة ، والأشعة فوق البنفسجية والوقود (مثل الأكسجين السائل والهيدروجين السائل) في الفضاء ، وتطيل عمر الخدمة للمكونات.مثلاً، أنبوب وقود المحرك وغرفة الاحتراق في مكوك الفضاء مصنوعة من ورق التيتانيوم، والتي يمكن أن تقاوم تآكل طويل الأجل من الوقود الغازي للغاية.   3أداء جيد في درجات الحرارة المنخفضةالمشهد التخفيفي للطيران: درجة حرارة تخزين وقود الهيدروجين السائل منخفضة إلى **-253 درجة مئوية**، والأكسجين السائل هو **-183 درجة مئوية**.المواد العادية (مثل الفولاذ) من السهل أن تصبح هشة في درجات الحرارة المنخفضة، في حين أن ورق التيتانيوم لا يزال قادرًا على الحفاظ على صلابة وقوة جيدة في بيئات درجات الحرارة المنخفضة للغاية ، وتجنب خطر التشقق الهيكلي.حالة التطبيق: خزنة الوقود المشوية في مكوك الفضاء (مثل خزان الهيدروجين السائل للمحرك الرئيسي) مصنوعة منورق التيتانيومأو سبيكة التيتانيوم لضمان التشغيل المستقر في درجات حرارة منخفضة للغاية.   4خصائص مكافحة التعب وطول العمرتحمل الإجهاد المتكرر: يتم تعريض مكوك الفضاء إلى اهتزازات شديدة وتناوب الإجهاد أثناء الإطلاق والعودة.ورق التيتانيوم لديه قوة عالية على التعب (حوالي 40-50٪ من قوة الشد) ويمكن أن تتحمل عشرات الآلاف من الأحمال الدورية دون فشلإنه مناسب للأجزاء التي تحتاج إلى إعادة الاستخدام لفترة طويلة (مثل بنية الجناح القابلة لإعادة الاستخدام في مكوك الفضاء). متطلبات الموثوقية: أوراق التيتانيوم لديها مقاومة قوية لنشر الشقوق.التي يمكن أن تقلل من خطر الفشل الهيكلي الناجم عن العيوب البسيطة وتلبي متطلبات الموثوقية العالية للبعثات الفضائية.   5التوافق البيولوجي وتكييف المشهد الخاصسلامة رحلات الفضاء المأهولة: في الكابينات المأهولة أو أنظمة دعم الحياة،ورق التيتانيوم(لا يوجد رد فعل سلبي مع الأنسجة البشرية) يسمح باستخدامه في تصنيع أجزاء يلامسها رواد الفضاء (مثل دعامات المقاعد ، وأطراف المعدات الطبية) ،تجنب هبوط أيونات المعادن وتسبب ضررًا لجسم الإنسان.التوافق بين الرادار والكهرومغناطيسية:ورق التيتانيوم لديه أداء محمي كهرومغناطيسي معتدل ويمكن استخدامه في تصنيع غطاء الهوائي أو غطاء المعدات الإلكترونية للمكوك، توفير الحماية الهيكلية مع تجنب التداخل مع إشارات الرادار. ملخص: الطبيعة التي لا يمكن استبدالهاورق التيتانيومأصبحت ورق التيتانيوم المادة الأساسية للمكونات الرئيسية للمكوكات الفضائية بسبب مزاياها المتعددة مثل خفيفة الوزن، مقاومة درجات الحرارة العالية، مقاومة التآكل،مقاومة الحرارة المنخفضة، ومقاومة التعب. أدائها يحدد مباشرة موثوقية، عمر، وتكلفة مهمة المكوك الفضائي،وهي مادة أساسية لا غنى عنها لصناعة الطيران الحديثةفي المستقبل، مع تطوير سبائك التيتانيوم ذات الأداء الأعلى (مثل سبائك التيتانيوم β) ،ورق التيتانيومفي مجال الطيران والفضاء سيتم توسيعها أكثر.  

المعايير المعنيةورق التيتانيوملزرع الطبي هي أساسا كما يلي:   المعيار الصيني GB/T 13810-2007 "التيتانيوم وسبيكة التيتانيوممواد المعالجة للزرع الجراحي": هذا هو المعيار الوطني للصين للتيتانيومسبيكة التيتانيوممواد معالجة للزرع الجراحي، تغطي الصفات مثل TA1ELI، TA1، TA2، TA3، TA4، TC4، TC4ELI، TC20، الخ.هذا المعيار يحتوي على متطلبات ومراقبة صارمة للغاية على الهيكل المعدني عالي التكبير ومحتوى الهيدروجين ومحتوى العناصر المتداخلة الأخرى في سبيكة التيتانيوم ثنائية المراحل، ويتطلب الكشف الصارم عن عيوب بالمقدار 100 بالمئة بالموجات فوق الصوتية لمواد معالجة الألواح والعصي لضمان الجودة الداخلية للمنتج.   YY/T 1615-2018 "المتطلبات العامة لأفلام أكسيد التيتانيوم والأكسيد الانهوديسبائك التيتانيوملزرع الجراحية: يحدد المصطلحات والتعريفاتمتطلبات الأداء وأساليب الاختبار للسطح الفعّال لفيلم التيتانيوم والسبائك من التيتانيوم للزرع الجراحي. Applicable to the anodic oxide film that undergoes oxidation reaction on the surface with titanium and titanium alloy products as anodes in the corresponding electrolyte according to the principle of electrolysis through the action of an external electric fieldيتم تنظيم اللون والفرق بين الألوان، وسمك الفيلم، وإمكانات الدوائر المفتوحة، ومقاومة الخدش، والصلابة، والسمية المضادة للخلايا الدموية وغيرها من جوانب فيلم أكسيد الأندوديك.   المعيار الأمريكي ASTM F67 "التيتانيوم النقي للزرع الجراحي": يحدد المتطلبات الكيميائية والميكانيكية والمعادنية لأربعة درجات من التيتانيوم النقي (UNS R50250 ، UNS R50400 ، UNS R50550 ،المستخدمة في تصنيع الزرع الجراحييمكن أن تكون المادة مطاطية ساخنة، مطاطية باردة، مزورة، مطاطية أو تخفيف التوتر، وهناك متطلبات واضحة للخصائص الميكانيكية للمادة.التيتانيومالمواد مثل قوة الشد النهائية، وقوة الانسحاب، التمدد وتقلص القسم.   ASTM F136 "6Al4V ELI سبيكة التيتانيوم للزرع الجراحي": المواصفات القياسية لسبيكة التيتانيوم 6Al4V ELI لتطبيقات الزرع الجراحي ، والتي تحدد تكوينها الكيميائي ،الخصائص الميكانيكية، حالة المعالجة الحرارية، الخ لضمان سلامة وموثوقية المادة في بيئة الزرع الطبي.     بالإضافة إلى ذلك، في الإنتاج الفعلي والتطبيق،ورق التيتانيومللزرع الطبي يجب أن تستوفي معايير التوافق البيولوجي، مثل اجتياز سلسلة اختبارات ISO 10993، بما في ذلك اختبارات السمية الحيوية والحساسية والسمية الجينية.من حيث مقاومة التآكل، يجب أن يستوفي المتطلبات ذات الصلة مثل معدل التآكل < 0.001mm/year في الملوح الفسيولوجي (ASTM G31).        

ورق التيتانيوم لديه تطبيقات لا يمكن استبدالها في مجالات الطيران والفضاء والطب بسبب قوته العالية ووزنه الخفيف ومقاومته للتآكل والتوافق البيولوجي الممتاز.فيما يلي توضيح سيناريوهات التطبيق المحددة، والمتطلبات التقنية، والحالات النموذجية في مجالين رئيسيين:一مجال الطيران والفضاء: المواد الرئيسية في البيئات القاسية ورق من التيتانيوميستخدم بشكل رئيسي في مجال الطيران والفضاء لتقليل الوزن الهيكلي ، والمكونات المقاومة لدرجات الحرارة العالية / التآكل ، وتغطية المعدات الإلكترونية ، وغيرها من السيناريوهات ،ويجب أن تستوفي متطلبات خاصية ميكانيكية صارمة ومرونة بيئية.1المكونات الهيكلية والحماية الحراريةسيناريوهات التطبيق:استخدام أجزاء هيكلية خفيفة الوزن مثل جلد الطائرات ، وإطارات الأجنحة ، ومحطات مقصورة المحركمن ورق التيتانيومنسبة قوة عالية إلى الوزن لتقليل وزن الجهاز بأكمله (مثل بطائرة بوينغ 787 تمثل سبيكة التيتانيوم 15٪).فوهات محركات الصواريخ، طبقات الحماية الحرارية للمركبات الفضائيةمقاومة لدرجات الحرارة العالية (> 600 °C) والغازات عالية الضغط (مثل رقائق سبيكس إكس فالكون).المتطلبات التقنية:قوة الشد ≥800MPa ، التمدد ≥10٪ ، ويجب أن يجتاز اختبار التعب (محاكاة عشرات الآلاف من دورات الإقلاع والهبوط / الطيران).مقاومة الأكسدة في درجة حرارة عالية: خدمة طويلة الأمد عند 500 درجة مئوية، سمك طبقة أكسيد السطح < 5μm.2المعدات الإلكترونية والدرجات الكهرومغناطيسيةسيناريوهات التطبيق:Electromagnetic shielding covers of satellite communication equipment and radar systems use the conductivity of titanium foil (electrical conductivity is about 18% of copper) to block external interference.رصيف تبديد الحرارة للمعدات الطيرانية يجمع بينورق التيتانيوممع المواد المركبة السيراميكية / المعدنية لتحقيق الموصلات الحرارية العالية (موصلات حرارية ≈ 15W / m・K) والتوافق العازل.المتطلبات التقنية:تسامح سمك ورق ± 2 ٪ (مثل تسامح ورق التيتانيوم بقوة 0.1 ملم ≤ ± 0.002 ملم) ، وقسوة السطح Ra≤ 0.8μm لضمان الدقة في المعالجة.3محيط شديد الختم والاتصالسيناريوهات التطبيق:غطاءات الختم من أنظمة وقود محركات الطيران، مقاومة لتآكل كروسين الطيران والاهتزازات؛ شرائط غطاء الختم من فتحات فراغ المركبة الفضائية لمنع تسرب الغاز.أجهزة الغسيل المضادة للانفصال في المفاصل المشددة تستخدم تأثير الذاكرةورق التيتانيوم(الحفاظ على الحمل المسبق بعد التشوه البلاستيكي الخفيف).حالة نموذجية:غلاف الختم من سبائك التيتانيوم من طائرة إيرباص A350 XWB يقلل من معدل تسرب نظام الوقود بأكثر من 90٪.二المجال الطبي: معايير مزدوجة للسلامة والأداءفي المجال الطبي ، تركز ورق التيتانيوم على الأجهزة القابلة للزرع والأدوات الجراحية الدقيقة والمعدات في المختبر. المتطلبات الأساسية هي التوافق البيولوجي (غير سامة ، غير حساسية) ،مقاومة لتآكل سوائل الجسم، ودقة المعالجة.1أجهزة طبية قابلة لزرعسيناريوهات التطبيق:زرع العظام: مثل شبكة التيتانيوم لإصلاح الجمجمة وأجهزة الاندماج العمود الفقري (يتم طباعة ورق التيتانيوم في بنية مسامية لتعزيز نمو خلايا العظام)باستخدام القيادة العظمية للتيتانيوم (قوة الارتباط مع عظام الإنسان أكثر من 30MPa).الشريط القلبي: يتم قطع ورق التيتانيوم الرقيق للغاية (سمك 0.05 - 0.1 ملم) إلى بنية شبكية بواسطة الليزر لدعم الأوعية الدموية والحفاظ على المرونة (قوة الدعم الشعاعي ≥ 5N / ملم).المعايير التقنية:يجب أن يتوافق مع معيار ISO 5832-2 (التيتانيوم وسبائك التيتانيوم للزرع الجراحي) ، والنقاء ≥ 99.5٪ ، ومحتوى الشوائب (مثل Fe ، C ، N) ≤ 0.3٪.يجب أن يتم تصفية السطح بالكهرباء (الخطأ Ra ≤ 0.2μm) ومعالجة البلازما لتعزيز صلابة الخلايا.2أدوات جراحية دقيقةسيناريوهات التطبيق:شفرات الجراحة الدقيقة (سمك ≤ 0.02mm) ، وعصي الخزعة الداخلية، باستخدام صلابة عالية (HV ≥ 200) ومقاومة التعب من ورق التيتانيوم (فتح وتغلق متكرر 100،000 مرة بدون تشوه).أجزاء ربط قاعدة زرع الأسنان، يتم طباعة ورق التيتانيوم في خيوط على مستوى الميكرون، بدقة مطابقة تصل إلى ± 5μm.صعوبات المعالجة:مطلوب تكنولوجيا الطباشير الدقيقة (دقة القالب ± 1μm) و معالجة الكهربائية لتجنب تدهور الأداء بسبب ارتفاع درجة حرارة المادة.3المعدات الطبية في المختبرسيناريوهات التطبيق:ورقة الكترود من مقياس الجلوكوز في الدم المحمول، بطلاء البلاتين / الإريديوم على سطح ورقة التيتانيوم،تحسين الاستقرار الكهروكيماوي (تدهور التيار < 5٪ بعد 500 دورة من اختبار التدفق الدوري).قشرة سبيكة التيتانيوم في جهاز التحليل يمكن أن تتحمل التطهير بمحلول هيبوكلوريت الصوديوم (معدل التآكل < 0.001mm / سنة عند تركيز 2000ppm).حالة نموذجية:يستخدم صمام القلب القاسية CoreValve من Medtronicورق التيتانيوملإنشاء إطار الستنت، ومعدل الشفافية هو أكثر من 95% بعد 10 سنوات من الجراحة.三التحديات التكنولوجية الأساسية واتجاهات التنمية1مجال الطيرانالتحديات:توحيد التدحرج من ورق التيتانيوم الرقيق للغاية ( 99٪.تطوير ورق التيتانيوم القابل للتحلل: أبحاث في سبيكة التيتانيوم والمغنيسيوم والكالسيوم، والسيطرة على معدل التحلل عند 0.01-0.1mm / سنة، مناسبة لأجهزة الدعم المؤقت.الاتجاه:تتكون ورق التيتانيوم من مواد نشطة بيولوجياً (مثل الهيدروكسياباتيت) لبناء واجهة عظام بيونية وتقصير دورة شفاء الزرع.ملخصتطبيق ورق التيتانيوم في مجالات الطيران والفضاء والطب هو في الأساس مطابقة دقيقة بين أداء المواد ومتطلبات السيناريو:يتركز مجال الطيران على الموثوقية في البيئات القاسية، بينما يركز المجال الطبي على السلامة الحيوية والتكيف الوظيفي.ستفتح ورق التيتانيوم المزيد من الإمكانيات في مجالات متطورة مثل المركبات الفضائية القابلة لإعادة الاستخدام والزرع الطبي القابل للتحلل.