2.化学性能:钛是一种化学性质很活泼的金属,与氧有极强的亲和性。在有氧环境中对钛材进行研磨、熔铸、切割时,0.001 μs即可与氧发生反应,表面开始形成氧化膜,仅1 s约2 nm~5 nm厚的氧化膜即可形成。膜表层的TiO2具有强抗腐蚀性及良好的防氧渗透性,因此钛具有强抗腐蚀性。钛在高温下与O、H、N发生剧烈火反应,使原有氧化膜增厚,可破坏钛的各项性能。因此,钛支架的铸造、焊接等热加工操作需要在真空或惰性气体环境下进行,且真空度要高于0.133×10-3 kPa;惰性气体常用氩气,其纯度要高于99.99%。
3.力学性能:钛合金的强度、硬度较纯钛高,而低于钴铬合金、镍铬合金。钛合金由于弹性好,适用于义齿支架卡环的制作。Bridgman等人经实验比较后指出,钛与钛合金卡环可置于基牙观测线以下0.75 mm。经模拟临床使用3年,其卡环固位力的降低、变形、折断均明显低于钴铬合金卡环。用多种金属材料制作义齿支架、卡环,进行弯曲疲劳实验,钛合金与钴铬合金的抗弯曲疲劳指数相近,而纯钛则较低。比较而言,钛合金更适合于制作可摘局部义齿。
如果将具有等轴微细晶粒的金属置于某种特定条件下进行拉伸,会得到几倍至十几倍的延展率,称为超塑性现象。钛合金即具有此种特性。Ti6Al4V合金属α+β型结构,晶粒的细化比较容易实现。后述的超塑成型法制作义齿基托即是应用此特性。
4.生物相容性能:众所周知,钛优良的生物相容性是其广泛应用于医学领域的重要原因之一。而钛优良的生物相容性缘于它的强抗腐蚀性,与金、铂等金属不同,后者是因电化学惰性而具有抗腐蚀性。而钛是由于表面有一层氧化膜,该层氧化膜与母体金属结合紧密而牢固。膜的表层为TiO2,具有强绝缘性,能防止氧渗透,具有强抗腐蚀性。TiO2还具有催化作用,使组织液、蛋白、软硬组织等易于接近并附着在氧化膜上。其他金属如纯铁,表层也可形成氧化膜,但此膜不具有嵌入性,与母体金属结合力低,容易被去除而使金属母体继续被氧化分解。钛支架与口腔软组织无反应,戴用适合性好,无味亦无颜色变化。
目前,药物、医用材料对患者产生的致敏、致瘤、致畸等不良影响已越来越受到人们的重视。而口腔修复材料中的镍、铍及塑料、单体等致敏常见报道。另外,金、钴、铬、钼等亦有致敏报道。对于敏感患者换用钛支架义齿后,敏感体征消失,随访数年无异常。