3 . 3  -  Propriétés physiques et mécaniques

Parmi les propriétés physiques et mécaniques du titane non allié (tableaux 10 et 11), il convient de noter :

  • Une masse spécifique faible (ρ= 4,5 g.cm-3), deux fois plus faible que celle des alliages chrome-cobalt. A volume égal, le poids des éléments prothétiques en titane est pratiquement deux fois moindre que ceux réalisés en alliage Ni-Cr ou Co-Cr et environ quatre fois moindre que ceux réalisés en alliage base Au (Tableau 11).
  • Un point de fusion élevé (aux environs de 1720 °C selon le degré de pureté) qui le classe dans la série des matériaux réfractaires,
  • Une conduction thermique très inférieure aux autres alliages utilisés en prothèse. Cette conduction thermique constitue un inconvénient par rapport aux alliages Co-Cr utilisés lors de la confection de plaques métalliques coulées.
  • Une dureté comparable à celle des alliages précieux base or et bien inférieure à celle des alliages non précieux (210 à 465 HVN).
Tableau 10. Propriétés mécaniques du titane DIN 17850 Titanium ; chemical composition (1990)
Types d'alliages      Limite élastique (MPa)      Limite de rupture (MPa)      Module d'élasticité (GPa)*      Allongement (%)      Dureté (Vickers)     
Ticp grade 1 200 290 - 410 105-110 > 30 120
Ticp grade 2 250 390 - 540 105-110 > 22 150
Ticp grade 3 320 460 - 590 105-110 > 18 170
Ti cp grade 4 390 540 - 740 105-110 > 16 200
*Metals as biomaterials, J. Helsen and H. Breme, Editors. 1998, John Wiley & Sons Ltd: Chichester.

La multiplicité des combinaisons chimiques ainsi que les différentes morphologies microstructurales permettent d'obtenir une variété extrêmement importante de propriétés méca¬niques (Tableau 10).
Parmi les propriétés thermiques, le coefficient d'expansion thermique (CET), particulièrement bas du titane, nécessitera l'utilisation de céramiques particulières (Tableau 11).

Tableau 11.- Coefficient d'expansion thermique du titane
Matériaux       CET (10-6/°C)     
Or               14,3
Dentine               8,4
Email              11,2
Titane commercialement pur                     8 - 9

3 . 4  -  Corrosion

La tenue du titane à la corrosion est très satisfaisante en milieu biologique, toutefois la présence de fluorures en milieu acide diminue cette résistance (cf. chapitre corrosion).
Le comportement vis-à-vis de la corrosion du titane, commercialement pur, coulé, semble être similaire à celui des pièces usinées. En revanche, la rugosité affecte de manière significative son comportement [5].

3 . 5  -  Biocompatibilité - toxicité – allergie

Il est reconnu de façon unanime que le titane et les alliages de titane présentent une bonne biocompatibilité.

8/10