チタン毛細管

Firmetal, 2025-11-13 09:11:00 PM

チタンキャピラリーチューブは高性能金属チューブで、一般的には外径2mm未満、あるいは1mmの何分の1という薄肉のチタンチューブを指します。その独自の特性の組み合わせにより、多くのハイテク分野や精密分野でかけがえのない役割を果たしています。 タンタルと同様に、チタンは緻密な酸化膜を形成でき、ほとんどの酸、アルカリ、塩水、特に塩化物イオン(海水や塩水など)に対して優れた耐性を示します。これがチタンの大きな利点の一つです。チタンは生体に優しい素材として認められており、人体組織に対して無毒でアレルギー性がなく、体液によって腐食されることもありません。そのため、人体内に直接使用することができます。

チタンは比強度(強度/密度)が非常に高いため、強度要件を満たしながら、極めて小型で軽量な設計が可能です。「毛細血管」のように、極めて細い内径と精密な寸法制御により、微量の流体を通過させたり、精密部品の流路として機能したりすることができます。純チタン(Gr1、Gr2など)は高強度でありながら優れた可塑性を有し、任意の形状に曲げたり、コイル状に巻いたりすることができます。チタンキャピラリーは、脳や心臓などの臓器の奥深くにある細い血管に薬剤、塞栓剤、またはデバイスを送り込むマイクロカテーテルの製造に使用されます。また、インスリンポンプや鎮痛剤ポンプなど、微量の薬剤投与を精密に制御するデバイスにも使用されます。さらに、医療機器の内部チャネルや構造支持体としても機能します。

主な製造工程は、原材料(チタンインゴット)→鍛造→熱間圧延→冷間圧延→中間焼鈍(応力除去)→精密絞り→完成品焼鈍→酸洗・研磨(表面最適化)→品質検査(寸法、肉厚、耐圧)→梱包です。加工中は、チューブの変形や割れを防ぐために、焼鈍温度(通常500~700℃)と引張速度を制御する必要があります。表面処理後は、内壁にバリがなく、清浄度基準を満たす必要があります。チタン合金製キャピラリーチューブは、チタン合金製の細径管状材料であり、航空宇宙、医療などの分野で広く使用されています。

チタン合金製キャピラリーチューブは高い強度を有し、例えばグレード5のチタン合金製キャピラリーチューブは880~980MPaの引張強度を達成できます。また、優れた靭性と延性も備えているため、ある程度の曲げや引張変形に対して割れることなく耐えることができます。チタン合金は優れた耐食性を備えており、酸性、アルカリ性、塩水、そして湿気や高温の環境下でも非常に優れた性能を発揮し、長期にわたってチューブの完全性と性能安定性を維持します。チタン合金毛細管は密度が低く、通常 4.4~4.5 g/cm3 程度で、鋼鉄よりも大幅に軽量であるため、機器の軽量化に役立ちます。また、熱膨張係数が低く熱安定性に優れているため、温度変化の大きい環境でも寸法安定性が良好です。 チタン合金毛細管の製造は、通常、原料の準備、製錬、鍛造、圧延、引抜、熱処理の工程で行われます。まず、チタン合金の原料を製錬してインゴットを作ります。次に、インゴットを鍛造および圧延工程でチューブブランクに加工します。最後に、複数の引抜工程でチューブの直径を徐々に小さくし、必要な寸法にします。引抜工程中に中間焼鈍処理を行い、加工応力を除去します。最後に、使用要件に応じて熱処理と表面処理を施して完成品となります。

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