Модул на еластичност на титан и титанови сплави: Симулиране на изкуството на природата и хармонията на човека-машина

Еластичният модул е ​​индикатор за "твърдостта" на материала, тоест колко лесно материалът претърпява еластична деформация при напрежение. При взаимодействието-компютър и биомеханиката прекалено високата твърдост на материала често е катастрофална.

Най-характерният пример са имплантите от изкуствена кост. Човешката кортикална кост има много нисък модул, докато сплавите от неръждаема стомана и кобалт-хром имат изключително високи модули. Това „твърдо срещу меко“ води до екраниране на стреса: тъй като металът е твърде твърд и поема цялото натоварване, околната кост, неспособна да издържи на стреса, постепенно атрофира и дегенерира, което в крайна сметка води до разхлабване на импланта. Въпреки че модулът на еластичност на титановите сплави (приблизително 110 GPa) е по-висок от този на костта, той вече е най-ниският сред широко използваните в момента метали и тази стойност се намалява допълнително чрез разработването на нови -титанови сплави.

При прецизните машини този умерен модул е ​​също толкова ценен.Титаниева сплавчастите имат по-добри еластични способности за омекотяване, когато са подложени на удар, абсорбират известна кинетична енергия и я освобождават безопасно, вместо да се счупват директно като крехки материали. Действа като еластичен лък, намирайки баланс между сила и гъвкавост. Изборът на титанови сплави по същество означава избор на материал, който може да съществува по-хармонично с други системи (независимо дали са биологични организми или прецизни машини), намалявайки дългосрочните -структурни щети, причинени от „несъответствие на твърдостта“.