鋯鈮合金,是以鋯(Zr)為基體元素,加入鈮(Nb)元素組成的二元合金,其中鈮的添加量通常為1.0%或者2.5%。鋯鈮合金表面會生成氧化膜,抗腐蝕性好,耐酸、堿、鹽,耐高溫高壓水蒸氣,力學(xué)性能優(yōu),具有良好的硬度、抗拉強度、屈服強度、伸長率、耐摩擦性,易于加工。
鋯鈮合金可以用作醫(yī)學(xué)材料、核工程材料。在醫(yī)學(xué)材料方面,鋯鈮合金特別適合用于骨科領(lǐng)域,用來制造人工骨、人工關(guān)節(jié)等;在核工程材料方面,鋯鈮合金可以用作核電站反應(yīng)堆、核潛艇反應(yīng)堆的包殼材料。
醫(yī)學(xué)是鋯鈮合金的新興應(yīng)用領(lǐng)域,是其未來重要下游市場。醫(yī)學(xué)領(lǐng)域所采用的鋯鈮合金通常組成成分是鋯97.5%、鈮2.5%。鋯鈮合金具有優(yōu)異的生物相容性、耐磨性與韌性,可以用來制備骨固定用螺釘、骨板,股骨頭等人工骨,膝關(guān)節(jié)、髖關(guān)節(jié)等人工關(guān)節(jié),以及牙科植入物等。
一直以來在全球范圍內(nèi),醫(yī)用鋯鈮合金人工骨及關(guān)節(jié)生產(chǎn)商僅有英國施樂輝一家企業(yè)。2023年,我國有兩家企業(yè)的醫(yī)用鋯鈮合金產(chǎn)品獲批上市,分別是2023年6月蘇州微創(chuàng)關(guān)節(jié)醫(yī)療科技有限公司獲批上市的鋯鈮合金股骨頭,2023年9月嘉思特醫(yī)療器材(天津)股份有限公司獲批上市的玄鉆鋯鈮股骨頭。
2024年8月,我國工信部關(guān)于發(fā)布國家重點研發(fā)計劃“高性能制造技術(shù)與重大裝備”等16個重點專項2024年度項目申報指南的通知中,在高端功能與智能材料-關(guān)鍵醫(yī)用與防疫材料方面,將增材制造鋯鈮合金膝關(guān)節(jié)假體材料及表面功能化改性關(guān)鍵技術(shù)列入。
新思界
行業(yè)分析人士表示,鋯鈮合金可以采用增材制造技術(shù)進(jìn)行成型,利用3D打印制造成人工骨、人工關(guān)節(jié)進(jìn)行應(yīng)用。2024年6月1日,我國國家標(biāo)準(zhǔn)《增材制造用鋯及鋯合金粉》GB/T 43360-2023實施,起草單位包括西安賽隆增材技術(shù)股份有限公司、嘉思特醫(yī)療器材(天津)股份有限公司、中國核動力研究設(shè)計院等。總的來看,鋯鈮合金在醫(yī)學(xué)材料領(lǐng)域發(fā)展前景廣闊。