Modul elastičnosti titana i titanovih legura: Simulacija umjetnosti prirode i harmonije ljudi-stroja

Modul elastičnosti je pokazatelj "krutosti" materijala, to jest koliko lako materijal prolazi kroz elastičnu deformaciju pod naprezanjem. U interakciji-čovjeka s računalom i biomehanici, pretjerano velika krutost materijala često je katastrofalna.

Najtipičniji primjer su implantati umjetne kosti. Ljudska kortikalna kost ima vrlo nizak modul, dok nehrđajući čelik i legure kobalt-kroma imaju izuzetno visoke module. Ovo "tvrdo protiv mekog" rezultira zaštitom od stresa: budući da je metal pretvrd i podnosi sav teret, okolna kost, nesposobna izdržati stres, postupno atrofira i degenerira, što dovodi do konačnog labavljenja implantata. Iako je modul elastičnosti legura titana (približno 110 GPa) viši od modula kosti, on je već najniži među trenutno široko korištenim metalima, a ta se vrijednost dodatno smanjuje razvojem novih -legura titana.

U preciznim strojevima, ovaj umjereni modul je jednako vrijedan.Legura titanadijelovi imaju bolje sposobnosti elastične amortizacije kada su izloženi udaru, apsorbiraju dio kinetičke energije i otpuštaju je na siguran način, umjesto da se izravno lome kao krti materijali. Djeluje poput elastičnog luka, pronalazeći ravnotežu između snage i fleksibilnosti. Odabir titanovih legura u biti znači odabir materijala koji može skladnije koegzistirati s drugim sustavima (bilo da su to biološki organizmi ili precizni strojevi), smanjujući dugoročna -strukturalna oštećenja uzrokovana "neusklađenošću krutosti".