Материал
Карбид кремния керамический (SiC)
Материалы из карбида кремния относятся к категории биоинертной керамики. Они обладают стабильными химическими свойствами, не растворяют элементы и не раздражают ткани тела. Его биологические свойства соответствуют трем основным показателям биобезопасности, биосовместимости и биофункциональности и определены как потенциальные материалы для восстановления / замены костей. Хотя в материале отсутствует индукция кости, он может способствовать связыванию костей, подготавливая пористую структуру и загружая активные вещества, такие как костный морфогенетический белок 2.
С точки зрения основных физических свойств карбид кремния обладает высокой твердостью (уступает только алмазу), высокой прочностью, высокотемпературной стойкостью (> 1600 ℃) и антиоксидантными свойствами, а его модуль упругости соответствует модулю костной ткани человека. Данные промышленного применения показывают, что размер рынка структурной керамики карбида кремния в фотоэлектрическом поле и биомедицинском поле продолжает расти.
Твердость карбида кремния достигает Мооса 9,2, а прочность на сжатие превышает 3 ГПа. Его коэффициент теплового расширения (4,0 × 10 ⁻ ⁶ / ℃) близок к таковому из титанового сплава, что снижает напряжение на границе раздела. В экстремальных условиях температура сопротивления окислению достигает 1600 ℃, коррозионная стойкость кислоты и щелочи превышает в 3 раза стойкость глинозема, а износостойкость в 8-10 раз выше, чем у кобальт-хромового сплава. Хотя модуль упругости (420 ГПа) выше, чем у кортикальной кости (20 ГПа), его можно снизить до 15-25 ГПа благодаря конструкции пористой структуры, эффективно избегая эффекта экранирования напряжением.