Jakość Odlewanie stopów niklu & Odlewy ze stopów kobaltu fabryka

Jakie są wymagania techniczne dotyczącetaśma niklowa?   Paski niklowe pełnią podstawowe funkcje, takie jak połączenie elektryczne, wsparcie konstrukcyjne i ochrona bezpieczeństwa w bateriach pojazdów nowej energii (zwłaszcza baterii zasilania).Ich wydajność bezpośrednio wpływa na niezawodnośćPoniżej przedstawiono szczegółową analizę z dwóch aspektów: konkretnych scenariuszy zastosowań i wymogów technicznych: I. Specyficzne stosowanie pasków niklowych w bateriach pojazdów nowej energii 1Połączenie elektryczne pomiędzy ogniwami baterii: spawanie elektrody i pręty Scenariusz zastosowania:Połączyć pozytywne i negatywne elektrody (pozytywne aluminiowe, negatywne miedziane) pojedynczej komórki akumulatorowej z prętem w modułach w celu utworzenia drogi prądu. Typowy przypadek: w modułach akumulatorów Tesli 4680,Płyty niklowepodłączyć karty ogniw akumulatorowych do prętów z stali nierdzewnej poprzez spawanie laserowe, obsługujące ciągły prąd rozładowy do 150 A. Główna rola:Zmniejszenie oporu kontaktu (cel < 2mΩ), zmniejszenie strat energii i poprawa wydajności baterii. Rozproszenie gęstości prądu w celu uniknięcia miejscowego przegrzania tablic (np. regulacja temperatury w temperaturze ≤ 80°C podczas szybkiego ładowania). 2. Ustawienie struktury modułu i buforowanie naprężeniaScenariusze zastosowań:jako element łączący pomiędzy ogniwami, pozycja komórki jest ustawiana przez spawanie punktowe lub spawanie laserowe,który jest powszechnie stosowany w kwadratowych bateriach aluminiowych (takich jak moduły CATL CTP) i bateriach miękkich (takich jak baterie LG New Energy pouch).Główna funkcja:Absorbuj rozszerzenie objętości ogniwa podczas ładowania i rozładowywania (około 10% ~ 15%) w celu zapobiegania pękaniu kartki lub przebiciu membrany.Zapewnienie wsparcia mechanicznego w celu zapewnienia stabilności konstrukcyjnej modułu w warunkach drgań (np. podczas nierównej jazdy samochodem, częstotliwość drgań 5~2000 Hz). 3Komponenty ochrony bezpieczeństwa: pas zabezpieczający i ochrona przed prądemScenariusze zastosowań:Zaprojektowany jako złączny pas niklowy (np. lokalnie rozrzedzona lub wykluczona struktura), jest połączony szeregowo w obwodzie akumulatora.Główna funkcja:Gdy prąd przekracza próg (np. prąd zwarcia > 500A), pas niklowy rozpuszcza się przed ogniwem, odcina obwód i zapobiega ucieczce cieplnej.Czas reakcji musi być kontrolowany w zakresie 10 ms, a odporność izolacyjna po stopieniu musi wynosić ≥ 100 MΩ w celu zapewnienia bezpieczeństwa. 4Integracja systemu zarządzania cieplnymScenariusze zastosowań:Jako środek przenoszący ciepło przenosi ciepło z ogniwa akumulatora na płytę lub powłokę chłodzącą wodą modułu i jest stosowany w połączeniu z cieplnie przewodzącym tłuszczem silikonowym.Główna funkcja:Przewodność cieplna musi wynosić ≥ 90 W/mK, a celem jest kontrolowanie różnicy temperatury między ogniwami akumulatora do ≤ 2 °C w celu uniknięcia rozpadu pojemności spowodowanego lokalnym przegrzaniem.Niektóre taśmy niklowe są zaprojektowane jako struktury mikrokanałowe i osadzone w rurkach chłodzących płynami w celu poprawy wydajności rozpraszania ciepła (takie jak rozwiązanie chłodzące pośrednie baterii BYD). 5Wymagania dotyczące procesów i niezawodnościDokładność wymiarowa: tolerancja grubości ± 5% (np. 0,1 mm)taśma niklowatolerancja ±0,005 mm), tolerancja szerokości ±0,1 mm, aby zapewnić adaptacyjność automatycznego sprzętu spawania.Jakość powierzchni:Wymagania w odniesieniu do urządzeń, które są objęte kontrolą techniczną, w tym urządzeń, które są objęte kontrolą techniczną, są określone w pkt 6.1.Brak barwy utleniania, plam olejowych, powierzchnia spawania musi być elektroplacowana stopem niklu-fosforu (gęstość pokrycia 2~5μm), aby poprawić niezawodność spawania.Śledzenie: numer partii, skład chemiczny (Ni≥99,5%, zanieczyszczenia Fe≤0,1%, Cu≤0,05%),dane dotyczące właściwości mechanicznych i mechanicznych taśmy niklowej muszą być rejestrowane w celu spełnienia wymogów systemu zarządzania jakością IATF 16949.   II. Typowe wyzwania techniczne i rozwiązania1. Wymagania dotyczące ultracienkiej energii w warunkach wysokiej gęstości energiiWyzwanie: Aby zwiększyć gęstość energii akumulatora (cel ≥300Wh/kg), należy zmniejszyć grubośćtaśma niklowaNależy zmniejszyć moc z 0,15 mm do mniejszej niż 0,08 mm, ale łatwo jest spowodować zmniejszenie wytrzymałości.Rozwiązanie:Wykorzystanie procesu walcowania na zimno + grzania w celu poprawy wytrzymałości i elastyczności poprzez rafinowanie ziaren (średnia wielkość ziaren ≤ 10 μm).Opracowanie taśmy kompozytowej z niklu i grafenu. Zawartość 5% grafenu może zwiększyć wytrzymałość na rozciąganie o 30%, przy zachowaniu przewodności powyżej 95%.2Optymalizacja rozpraszania ciepła w scenariuszach szybkiego ładowaniaWyzwanie: podczas szybkiego ładowania 480 kW temperatura punktu podłączenia taśmy niklowej może przekroczyć 150 °C, co prowadzi do utleniania niklu lub awarii złącza lutowego.Rozwiązanie:Płytkowanie srebrem (gęstość 1~2μm) na powierzchni taśmy niklowej zwiększa przewodność cieplną do 420W/(m・K), a wydajność rozpraszania ciepła wzrasta o 50%.Zaprojektuj strukturę taśmy niklowej z interdigitacją w celu zwiększenia powierzchni rozpraszania ciepła i współpracuj z chłodzeniem płynami mikrokanałowymi w celu zmniejszenia temperatury gorącej plamy o ponad 20 °C.3Technologia antykorozyjna w warunkach długiej trwałościWyzwanie: W bateriach o cyklu trwania ≥ 3000 razy może wystąpić korozja międzyziarnista, gdy taśma niklowa jest w długotrwałym kontakcie z elektrolitem.Rozwiązanie:W celu zapobiegania przeniknięciu elektrolitów należy zastosować technologię podkładania niklu pod próżnią w celu utworzenia nieporowej powłoki czystego niklu (gęstość ≥ 3 μm).Opracowanie procesu wzmacniania folii pasywacyjnej, zwiększenie grubości folii NiO z 5 nm do 20 nm poprzez utlenianie elektrolityczne i zmniejszenie szybkości korozji do 0,01 μm/rok.   III. Przyszłe trendy technologiczneInnowacje materialne:Nanokrystalowy pasek niklowy (rozmiar ziarna < 100 nm): wytrzymałość zwiększona do 800 MPa, przy zachowaniu wydłużenia o 25%, dostosowując się do cieńszych specyfikacji (poniżej 0,05 mm).Taśma kompozytowa z nanorurek niklu i węgla: przewodność zwiększona do 6,5 × 107 S / m, spełniając wymagania niskiej impedancji platformy wysokonapięciowej 800V.Uaktualnienie procesu:Inteligentne spawanie ultradźwiękowe: monitorowanie mocy spawania i amplitudy w czasie rzeczywistym za pomocą algorytmów AI, zwiększające wydajność spawania z 95% do 99,5%.Produkcja dodatkówtaśma niklowa: drukowanie 3D złożonych struktury pasków niklowych (takich jak spiralne kanały rozpraszania ciepła) w celu dostosowania do specjalnie ukształtowanych konstrukcji modułów baterii.Zrównoważony rozwój:Opracowanie bezelektrowej taśmy niklowej: wytwarzanie warstwy niklu bezpośrednio na powierzchni podłoża miedzi poprzez osadzenie par chemicznych (CVD) w celu zmniejszenia zanieczyszczenia ścieków.Ulepszenie systemu recyklingu taśm niklowych: zastosowanie technologii elektromagnetycznego podgrzewania indukcyjnego w celu uzyskania bezstratnego oddzielenia taśm niklowych i ogniw baterii, a wskaźnik odzysku docelowego materiału wynosi ≥98%.Podsumowanie Taśmy niklowejest "niewidzialnym, ale kluczowym" podstawowym komponentem w bateriach pojazdów nowej energii, a jego działanie musi spełniać rygorystyczne wymagania wielowymiarowe, takie jak elektryczne, mechaniczne,i środowiskoweWraz z rozwojem platformy o wysokim napięciu 800V, technologii ultra szybkiego ładowania i baterii stałych, taśmy niklowe będą iterowane w kierunku ultra cienkich, wytrzymałych,i integracji funkcjonalnej, oraz nadal wspierać przełomy w technologii akumulatorów mocy. 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.  

Jaką rolę w akumulatorze odgrywa paska niklowa?   Płyty niklowesą szeroko stosowane w produkcji baterii litowych, co jest w dużej mierze zgodne z ich unikalnymi właściwościami fizycznymi i chemicznymi oraz wymaganiami funkcjonalnymi baterii litowych.Poniżej przedstawiono analizę z dwóch aspektów:: podstawowe powody i specyficzne funkcje:   I. Główne przyczyny stosowania pasków niklowych w produkcji baterii litowych   1Doskonała przewodność i stabilność Przewodność: Przewodność czystego niklu wynosi około 5,9 × 107 S / m (po drugiej tylko po miedzi i srebrze),który może zapewnić efektywne przenoszenie prądu wewnątrz baterii i zmniejszyć straty energii. Stabilność środowiskowa: podczas procesu ładowania i rozładowywania baterii litowych (zwłaszcza w scenariuszach wysokiego napięcia i wysokiego prądu), wahania oporuPłyty niklowejest niewielki i nie jest łatwy do spowodowania złego kontaktu ze względu na zmiany temperatury (-40°C~85°C). 2Dobra odporność na korozję i zgodność chemiczna Przeciwdziałanie korozji elektrolitów: Elektrolit akumulatorów litowych składa się głównie z roztworu węglanu hexafluorofosforanu litu (LiPF6), który jest słabo kwaśny.Na powierzchni taśm niklu łatwo tworzy się pasywacyjna folia z tlenku niklu (NiO), aby zapobiec dalszej korozji, podczas gdy metale takie jak żelazo i aluminium są łatwo korozowane przez elektrolity. Brak ryzyka reakcji chemicznych: nikel i lit (Li) nie mają gwałtownych reakcji ubocznych, co pozwala uniknąć awarii materiału lub zagrożeń dla bezpieczeństwa (w porównaniu z taśmami miedzianymi, które mogą tworzyć stopy z litium,powodujące uszkodzenia strukturalne).3Doskonała wydajność obróbkowa i elastyczność spawaniaDuktylność: paski niklowe mogą być przetwarzane do ultracienkiej grubości 0,05 ~ 2 mm i nie są łatwe do złamania,odpowiedni do kompaktowego układu przestrzennego baterii precyzyjnych (takich jak baterie miękkie i baterie cylindryczne).niezawodność spawania: paski i tabliczki niklowe (zwykle z aluminium lub miedzi) oraz powłoki (z stali nierdzewnej/aluminiowej) mogą być mocno połączone przez spawanie ultradźwiękowe i spawanie laserowe,i wytrzymałość na rozciąganie spawania może osiągnąć 50~100MPa, co jest znacznie wyższe niż w przypadku tradycyjnych procesów nietowania lub klejenia.4Równowaga między kosztami a bezpieczeństwemEfektywność kosztowa: Chociaż koszty są wyższe niżPłyty stalowe niklowane, jest niższy niż w przypadku czystych taśm miedzi, a ogólna wydajność (przewodność, odporność na korozję, spawanie) jest lepsza, nadaje się do produkcji przemysłowej na dużą skalę.Redundancja bezpieczeństwa: paski niklowe mają pewien stopień elastyczności, co może buforować rozszerzanie objętości akumulatora podczas ładowania i rozładowywania (około 10% ~ 20%),zmniejszenie ryzyka pęknięcia kartki lub zwarcia.   II. Specyficzna rola pasków niklowych w bateriach litowych 1Połączenie i przewodzenie prądu Scenariusz działania: połącz pozytywne i negatywne karty ze zewnętrznym obwodem (np. paskiem prądu modułu baterii), aby utworzyć ścieżkę prądu. Wartość kluczowa: Zapewnienie połączenia o niskiej impedancji między kartami (pozytywna folia aluminiowa,odwrotnej folii miedzianej) i zewnętrznego przewodnika w celu zmniejszenia wewnętrznego oporu akumulatora (zwykle zwiększenie oporu wewnętrznego o < 5mΩ). Gęstość prądu należy rozproszyć w zakładkach, aby uniknąć miejscowego przegrzania (np. podczas rozładowywania z dużym prądem, taśma niklowa może kontrolować temperaturę w temperaturze ≤ 60 °C). 2. Podtrzymanie konstrukcyjne i mocowanie modułów baterii Scenariusz działania: Jako element łączący komórki w modułach, ustawić pozycję komórki i przesłać naprężenie mechaniczne. Wartość kluczowa:Wykorzystanie elastycznej deformacji taśmy niklowej w celu wchłaniania energii wibracji (takiej jak wstrząsy podczas jazdy samochodem) i zmniejszenia ryzyka punkcji przewodu spowodowanej przemieszczeniem komórek. Ultracienkie paski niklowe (takie jak 0,1 mm) mogą pasować ściśle do powierzchni ogniwa, oszczędzając przestrzeń modułu i zwiększając gęstość energii (około 5 ~ 10Wh / L). 3. Ochrona bezpieczeństwa i pomoc w zarządzaniu cieplnymOchrona bezpieczników: NiektórePłyty niklowesą zaprojektowane jako konstrukcje rozpuszczalne (takie jak puste lub rozrzedzone obszary).Odciąć obwód., i zapobiegania ucieczce cieplnej.Przewodzenie ciepła i rozpraszanie ciepła: przewodność cieplna taśmy niklowej wynosi 90 W/(m·K), co umożliwia przenoszenie ciepła z ogniwa akumulatora na powłokę modułu lub płytę chłodzącą wodą.W przypadku stosowania z cieplnie przewodzącym klejem, odporność cieplna może zostać zmniejszona o 30%~50%.4Kompatybilność procesów i standaryzowana produkcjaDostosowanie do automatyzacji: paski niklowe mogą być formowane przez szybkie bicie i walcowanie i mogą dostosowywać się do procesów uzwojenia, laminowania i innych zautomatyzowanych procesów linii produkcyjnych baterii litowych,z wydajnością produkcji 50~100 sztuk/min.Jednolite normy branżowe:Główni producenci akumulatorów litowych (takich jak CATL i Panasonic) używają taśm niklowych jako standardowych materiałów podłączających w celu ułatwienia współpracy w łańcuchu dostaw i kontroli jakości.   III. Przyszłe trendy: poprawa wydajności i innowacje materiałoweUltracienkie i kompozytowe: Opracowanie taśm niklowych o grubości mniejszej niż 0,03 mm lub taśm kompozytowych niklu-miedzi-grafenu, aby jeszcze bardziej poprawić przewodność i elastyczność.Brak pokrycia: zastąpienie tradycyjnego pokrycia niklem technologią nano-laktowania (taką jak pokrycie diamentowe) w celu zmniejszenia kosztów i poprawy odporności na korozję. Recykling: Badania nad wydajną technologią demontażuPłyty niklowe(takie jak separacja pod niską temperaturą przez złamanie), w celu zwiększenia współczynnika odzysku niklu z obecnych 70% do ponad 95%, zgodnie z potrzebami gospodarki o obiegu zamkniętym.Płyty niklowe są nadal "złotym standardem" materiałów łączących baterie litowe ze swoimi wszechstronnymi zaletami wydajności, a ich rola jest niezastąpiona.W miarę rozwoju technologii akumulatorów w kierunku wysokiej gęstości energii i długiej żywotności, optymalizacja wydajności i innowacyjne zastosowanie taśm niklowych będą nadal w centrum uwagi przemysłu.    

/Szatel kosmiczny potrzebujefolia tytanowaW szczególności ze względu na jego doskonałą wszechstronną wydajność, która może sprostać szczególnym wymaganiom sektora lotniczego w ekstremalnych warunkach.   1Równowaga między lekką wagą a wysoką wytrzymałościąMisje kosmiczne są wrażliwe na wagę: każde 1 kg zmniejszenia masy wahadłowca kosmicznego może znacznie zmniejszyć koszty startu i zwiększyć pojemność ładunku użytkowego.Gęstość folii tytanowej wynosi tylko 40,5 g/cm3, co stanowi około 57% stali, ale jego wytrzymałość jest bliska wytrzymałości stali o wysokiej wytrzymałości (przytrzymałość na rozciąganie może osiągnąć 500-1100 MPa),który może zmniejszyć masę konstrukcji, zapewniając jednocześnie wytrzymałość elementów.Typowe zastosowania: stosowane do produkcji konstrukcji nośnych, takich jak ramy kadłuba, zbiorniki paliwa i uchwyty silnika.zewnętrzny uchwyt zbiornika paliwa amerykańskiego wahadłowca jest wykonany z stopów tytanu, co zapewnia, że może wytrzymać ogromny nacisk przy jednoczesnym zmniejszeniu masy.   2. odporność na wysokie temperatury i odporność na korozjęEkstremalne warunki temperatury: gdy prom przemierza atmosferę,temperatura powierzchni może osiągnąć 1200-1650°C (np. przednia krawędź skrzydła i brzuch kadłuba)Folia tytanowa (zwłaszcza stop tytanu, taki jak Ti-6Al-4V) może nadal zachować dobrą wytrzymałość i odporność na utlenianie w temperaturze **500 °C**,który jest lepszy niż stop aluminium (odporność na temperaturę około 300°C).Odporność na korozję: Gęsta folia tlenku TiO2 łatwo tworzy się na powierzchnifolia tytanowa, które mogą wytrzymać korozję promieniowania cząstek o wysokiej energii, promieniowania ultrafioletowego i paliw napędowych (takich jak ciekły tlen i ciekły wodór) w przestrzeni kosmicznej i wydłużyć żywotność komponentów.Na przykład:, rurociąg paliwa silnika i komora spalania promu kosmicznego są wykonane z folii tytanowej, która może wytrzymać długotrwałą erozję silnie korozyjnych paliw.   3Dobre działanie w niskich temperaturachScena kryogeniczna lotnictwa kosmicznego: temperatura przechowywania płynnego paliwa wodorowego wynosi **-253°C**, a płynny tlen **-183°C**.Zwykłe materiały (np. stal) łatwo się łamią w niskich temperaturach, natomiast folia tytanowa może nadal zachować dobrą wytrzymałość i wytrzymałość w środowiskach o bardzo niskiej temperaturze, unikając ryzyka pęknięć strukturalnych.Przykład zastosowania: Kryogeniczny zbiornik paliwa wahadłowca (np. zbiornik ciekłego wodoru silnika głównego) jest wykonany zfolia tytanowalub stopu tytanu, aby zapewnić stabilną pracę w ekstremalnie niskich temperaturach.   4Charakterystyka przeciwzmęczenia i długowiecznośćPowtórna tolerancja na napięcia: wahadłowiec jest poddawany silnym wibracjom i zmiennemu napięciu podczas startu i powrotu.Folia tytanowa ma wysoką wytrzymałość na zmęczenie (około 40%-50% wytrzymałości na rozciąganie) i może wytrzymać dziesiątki tysięcy obciążeń cyklicznych bez awariiJest odpowiedni dla części, które muszą być ponownie wykorzystywane przez długi czas (np. wielokrotnie używalna konstrukcja skrzydła wahadłowca kosmicznego). Wymagania dotyczące niezawodności: folia tytanowa jest silnie odporna na rozprzestrzenianie się pęknięć,które mogą zmniejszyć ryzyko awarii konstrukcyjnej spowodowanej drobnymi wadami i spełniać wysokie wymagania dotyczące niezawodności misji kosmicznych.   5Biokompatybilność i specjalna adaptacja scenyBezpieczeństwo lotu kosmicznego załogowego: w kabinach załogowych lub systemach podtrzymania życia biokompatybilnośćfolia tytanowa(brak działań niepożądanych na tkankę ludzką) pozwala na jej wykorzystanie do produkcji części, z którymi astronauci się stykają (takie jak uchwyty fotelików, ramy sprzętu medycznego),unikanie opadów jonów metalowych i powodowanie szkód dla organizmu ludzkiego.Kompatybilność radarowa i elektromagnetyczna:Folia tytanowa ma umiarkowaną odporność elektromagnetyczną i może być wykorzystywana do produkcji osłony anteny lub obudowy sprzętu elektronicznego wahadłowca kosmicznego, zapewniając ochronę konstrukcyjną, unikając zakłóceń sygnałów radarowych. Podsumowanie: Niezastąpiony charakterfolia tytanowaFolia tytanowa stała się podstawowym materiałem kluczowych komponentów wahadłowców kosmicznych ze względu na wiele zalet, takich jak lekkość, odporność na wysokie temperatury, odporność na korozję,odporność na niskie temperaturyJego wydajność bezpośrednio decyduje o niezawodności, długości życia i kosztach misji promu kosmicznego.i jest niezbędnym materiałem podstawowym dla nowoczesnego przemysłu lotniczego i kosmicznegoW przyszłości, wraz z rozwojem stopów tytanu o wyższych wydajnościach (takich jak stopy β-tytanu), zastosowaniefolia tytanowaw dziedzinie lotnictwa i przestrzeni kosmicznej zostanie jeszcze bardziej rozszerzona.  

Odpowiednie normy dotyczącefolia tytanowadla implantów medycznych są głównie następujące:   Chiński standard GB/T 13810-2007 "Tytanium iStopy tytanuMateriały przetwarzające do implantów chirurgicznych": jest to chiński standard krajowy dla tytanu istopu tytanumateriały przetwórcze do implantów chirurgicznych, obejmujące klasy takie jak TA1ELI, TA1, TA2, TA3, TA4, TC4, TC4ELI, TC20, itp. W celu zapewnienia kompleksowej wydajności materiału,Niniejsza norma zawiera bardzo rygorystyczne wymagania i kontrole dotyczące struktury metalograficznej o wysokim powiększeniu oraz zawartości wodoru i innych elementów międzystanowych w dwufazowym stopzie tytanu., i wymaga ścisłego 100% wykrywania wad ultradźwiękowych materiałów przetwarzających płyty i pręty w celu zapewnienia wewnętrznej jakości produktu.   YY/T 1615-2018 "Ogólne wymagania dotyczące folii tlenku anodowego z tytanu iStopy tytanudla implantów chirurgicznych": określa pojęcia, definicje,wymagania dotyczące właściwości i metody badania powierzchni skutecznej folii anodowanej tytanu i stopów tytanu do implantów chirurgicznych. 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 fieldRóżnica barwy i barwy, grubość folii, potencjał otwartego obwodu, odporność na zadrapania, twardość, cytotoksyczność i inne aspekty folii tlenku anodowego są regulowane.   Amerykański standard ASTM F67 "Czysty tytan do implantów chirurgicznych": określa wymagania chemiczne, mechaniczne i metalurgiczne dotyczące czterech klas czystego tytanu (UNS R50250, UNS R50400, UNS R50550,R50700) stosowane do produkcji implantów chirurgicznychMateriał ten może być walcowany na gorąco, walcowany na zimno, kuwany, podgrzewany lub poddawany obniżeniu napięć, a wymagania dotyczące właściwości mechanicznych materiałutytanumateriały takie jak najwyższa wytrzymałość na rozciąganie, wytrzymałość wydajności, wydłużenie i kurczenie przekroju poprzecznego.   ASTM F136 "Alloy Titanium 6Al4V ELI dla implantów chirurgicznych": standardowa specyfikacja dla stopów tytanu 6Al4V ELI do implantów chirurgicznych, określająca ich skład chemiczny,właściwości mechaniczne, stan obróbki cieplnej itp., w celu zapewnienia bezpieczeństwa i niezawodności materiału w środowisku medycznym implantów.     Ponadto w rzeczywistej produkcji i zastosowaniufolia tytanowaw przypadku implantów medycznych muszą również spełniać normy zgodności biologicznej, takie jak przejście serii testów ISO 10993, w tym testów cytotoksyczności, uczulenia i genotoksyczności.w zakresie odporności na korozję, musi spełniać odpowiednie wymagania, takie jak szybkość korozji < 0,001 mm/rok w roztworze fizjologicznym (ASTM G31).        

Folia tytanowa ma niezastąpione zastosowania w przemyśle lotniczym i medycznym ze względu na wysoką wytrzymałość, lekką wagę, odporność na korozję i doskonałą biokompatibilność.Poniżej przedstawiono szczegółowe scenariusze zastosowania, wymagania techniczne i typowe przypadki w dwóch głównych dziedzinach:一Obszar lotniczy: kluczowe materiały w ekstremalnych warunkach Płytka tytanowajest stosowany głównie w przemyśle lotniczym do redukcji masy konstrukcyjnej, komponentów odpornych na wysoką temperaturę/korozję, osłony sprzętu elektronicznego i innych scenariuszy,i muszą spełniać rygorystyczne wymagania dotyczące właściwości mechanicznych i zdolności adaptacji do środowiska.1Komponenty konstrukcyjne i ochrona termicznaScenariusze zastosowań:Używanie lekkich części konstrukcyjnych, takich jak skórki samolotów, ramki skrzydeł i przegrody przedziału silnikao pojemności nieprzekraczającej 50 lwysoki stosunek wytrzymałości do masy, aby zmniejszyć masę całej maszyny (takie jak Boeing 787 kadłub stopu tytanu stanowi 15%).dyszki silników rakietowych, warstwy ochrony termicznej statków kosmicznych,do odporności na wysokie temperatury (> 600°C) i wysokiego ciśnienia w procesie czyszczenia gazu (np. folia z stopów tytanu do izolacji silnika rakietowego SpaceX Falcon).Wymagania techniczne:Wytrzymałość na rozciąganie ≥ 800 MPa, wydłużenie ≥ 10% i muszą przejść badania zmęczenia (symulujące dziesiątki tysięcy cykli startu i lądowania/lotów).Wysoka odporność na utlenianie w temperaturze: długotrwała eksploatacja w temperaturze 500 °C, grubość warstwy oksydu powierzchniowego < 5 μm.2. Sprzęt elektroniczny i osłona elektromagnetycznaScenariusze zastosowań: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.Substrat rozpraszania ciepła w sprzęcie avioniki łączyfolia tytanowaz materiałami kompozytowymi z ceramiki/metalu w celu osiągnięcia wysokiej przewodności cieplnej (przewodność cieplna ≈15 W/m・K) i kompatybilności izolacyjnej.Wymagania techniczne:Tolerancja grubości folii ± 2% (np. tolerancja folii tytanowej o grubości 0,1 mm ≤ ± 0,002 mm), szorstkość powierzchni Ra≤ 0,8 μm w celu zapewnienia precyzyjnego obróbki.3. Ekstremalne środowisko uszczelnienie i połączenieScenariusze zastosowań:Szczeliny uszczelniające systemów paliwowych silników lotniczych, odporne na korozję i wibracje związane z naftą lotniczą; szczeliny uszczelniające paski foliowe w próżniowych włazach statków kosmicznych w celu zapobiegania wyciekom gazu.Przewiertki anty-rozluźniające przy złączach śrutowych wykorzystują efekt pamięcifolia tytanowa(trzymanie wstępnego obciążenia po niewielkim odkształceniu plastycznym).Typowy przypadek:Planowane przez Airbus A350 XWB uszczelnienie folii z stopem tytanu zmniejsza wskaźnik wycieków z układu paliwowego o ponad 90%.二Obszar medyczny: podwójne kryteria bezpieczeństwa i skutecznościW dziedzinie medycyny folia tytanowa koncentruje się na urządzeniach wszczepialnych, precyzyjnych narzędziach chirurgicznych i sprzęcie in vitro.odporność na korozję płynów ciała, i dokładność przetwarzania.1. Implantacyjne wyroby medyczneScenariusze zastosowań:Implanty ortopedyczne: np. sieć tytanowa do naprawy czaszki i urządzeń fuzji kręgosłupa (folia tytanowa jest wciskana w porowatą strukturę w celu promowania wzrostu komórek kostnych),wykorzystując osteokondukcyjność tytanu (silność wiązania z ludzkimi kośćmi jest większa niż 30MPa).Stent sercowy: ultracienka folia tytanowa (gęstość 0,05 - 0,1 mm) jest cięta laserowo w strukturę siatkową w celu wspierania naczyń krwionośnych i utrzymania elastyczności (siła wsparcia promieniowego ≥ 5N/mm).Standardy techniczne:Musi być zgodny z normą ISO 5832-2 (titan i stopy tytanu do implantów chirurgicznych), czystość ≥ 99,5%, zawartość zanieczyszczeń (takich jak Fe, C, N) ≤ 0,3%.Powierzchnia musi być elektropolitykowana (roughness Ra ≤ 0,2μm) i poddana obróbce plazmowej w celu zwiększenia adhezji komórek.2Precyzyjne instrumenty chirurgiczne.Scenariusze zastosowań:Ostrza mikroskopowe (gęstość ≤ 0, 02 mm), kleszcze biopsji endoskopowej, z wykorzystaniem wysokiej twardości (HV ≥ 200) i odporności na zmęczenie folii tytanowej (powtórne otwieranie i zamykanie 100,000 razy bez deformacji).Części do podłączenia podstawy implantu stomatologicznego, folia tytanowa jest wytłoczona w nitki na poziomie mikronowym, z dokładnością dopasowania ± 5 μm.Trudności z przetwarzaniem:W celu uniknięcia pogorszenia wydajności w wyniku przegrzania materiału wymagana jest technologia mikrostampingowania (dokładność formy ± 1 μm) i obróbka elektrosparką.3. Sprzęt medyczny in vitroScenariusze zastosowań:folia elektrodowa przenośnego glukometru krwi, pokryta platyną/irydem na powierzchni folii tytanowej,poprawa stabilności elektrochemicznej (rozpad prądu < 5% po 500 cyklach badania z cykliczną voltametrią).Obudowa z stopów tytanu dializatora jest odporna na dezynfekcję roztworem hipochloritu sodu (prędkość korozji < 0,001 mm/rok w stężeniu 2000 ppm).Typowy przypadek:Zastosowane przez firmę Medtronic zawory sercowe z transkatetrem CoreValvefolia tytanowaw celu wykonania ramy stentu, a wskaźnik przepuszczalności wynosi ponad 95% 10 lat po operacji.三Podstawowe wyzwania technologiczne i trendy rozwoju1- W dziedzinie lotnictwa.Wyzwania:Jednorodność walcowania ultracienkiej folii tytanowej ( 99%.Opracowanie degradacyjnej folii tytanowej: Badania nad stopem tytanu, magnezu i wapnia, kontrolowanie szybkości degradacji na poziomie 0,01-0,1 mm/rok, odpowiednie do tymczasowych urządzeń podtrzymujących.Trend:Folia tytanowa składa się z materiałów bioaktywnych (takich jak hydroksyapatyt), aby zbudować bioniczny interfejs kości i skrócić cykl gojenia implantów.PodsumowanieZastosowanie folii tytanowej w przemyśle lotniczym i medycznym jest zasadniczo precyzyjnym dopasowaniem między właściwościami materiału a wymaganiami scenariusza:W dziedzinie lotnictwa i kosmicznego koncentruje się na niezawodności w ekstremalnych warunkachWraz z postępem technologii nano-przetwarzania i inżynierii powierzchniowejfolia tytanowa otworzy nowe możliwości w najnowocześniejszych dziedzinach, takich jak wielokrotne statki kosmiczne i degradacyjne implanty medyczne.