Ti-5Ta-30Nb-7Zr合金医用多孔材料的电子束选区熔化成形及表征

采用电子束选区熔化成形技术制备了具有不同孔结构的Ti-5Ta-30Nb-7Zr合金医用多孔材料。对该多孔材料的显微组织、力学性能进行了表征,观察了样品表面对细胞生长形态的影响。实验结果表明:电子束选区熔化成形技术能够灵活地控制孔的结构和尺寸,使多孔材料力学性能与人骨力学性能更好地匹配;成形的Ti-5Ta-30Nb-7Zr合金多孔材料主要由β相和均匀分布的颗粒状α相组成,其压缩应力-应变曲线存在一个较长的应力平台,对外来冲击可起缓冲作用,更适于用做人体承载部件;粗糙的孔壁结构为细胞生长提供了良好的生长条件,细胞生长状态良好。     

细长孔的多孔Ti-5Nb合金制备及力学性能研究

以钛粉和铌粉为原料,球形硬脂酸为占位剂,采用粉末冶金法制备出多孔Ti-5Nb合金,并用称重法、XRD、SEM和万能力学试验机等研究了硬脂酸添加量对多孔Ti-5Nb合金微观结构和力学性能的影响。结果表明:以球形硬脂酸为占位剂成功制备出了具有排列近似一致的、细长孔结构的多孔Ti-5Nb合金。当硬脂酸添加量从10%增加到50%时,多孔Ti-5Nb合金的相组成几乎没有变化,但其密度降低,孔隙率增大,大孔之间的连通性增加,弹性模量和抗压强度均降低。通过控制硬脂酸的添加量可以使多孔Ti-5Nb合金的力学性能与皮质骨和松质骨匹配。     

银含量对多孔钛微观结构和力学性能的影响

以具有抗菌性的银作为合金化元素,以碳酸氢铵作为造孔剂,应用粉末冶金的方法制备出不同银含量的多孔钛银合金,并应用称重法、带能谱的扫描电子显微镜、X射线衍射仪、万能力学试验机等研究了银含量对多孔钛微观结构和力学性能的影响。结果表明:银的添加量为3%时,多孔钛的孔隙率从65.18%升高到68.25%,多孔钛银合金的抗压强度和弹性模量均增加。进一步增加银的含量到10%时,多孔钛银合金的孔隙率保持在68%左右,其抗压强度和弹性模量变化较小。银的加入对多孔钛的孔结构无明显影响,其相成分主要为α-Ti。多孔钛银合金具有良好的孔结构和力学性能,有潜力用作抗菌骨科植入材料用于松质骨缺损修复。     

外科植入物用新型TAMZ合金的生物学性能（Ⅰ）

新型医用钛合金是当前生物医用材料的一个重要领域 ,西北有色金属研究院同第四军医大学合作 ,依据我国临床上使用的金属材料现状和医用钛合金存在的问题 ,以外科植入物为目标 ,设计并研制出了具有我国知识产权的新型医用钛合金 TAMZ(Ti- 2 .5Al- 2 .5 Mo- 2 .5 Zr) ,与目前通用的医用 Ti-6 Al- 4V合金相比 ,新合金在生物相容性、综合力学性能、工艺成型性等方面具有显著的优越性 ,是比较理想的生物医用钛合金。TAMZ合金主要用于人体内硬组织的修复和替换 ,该合金已于 2 0 0 0年 7月通过陕西省组织的技术鉴定 ,同时获得国家发明专利授…     

铝质量分数对FeCrAl合金多孔材料性能的影响

铁铬铝（FeCrAl）合金是一种典型的耐热合金,由其开发而成的耐高温金属多孔材料已经在煤气净化、高温催化剂载体等方面获得了广泛的应用。在反应合成制备FeCrAl合金多孔材料过程中,铝质量分数在多孔材料孔结构、力学性能及抗氧化性能等方面具有重要影响。本文在Fe?20%Cr合金（质量分数）基础上添加不同质量分数的铝粉（0～20%）,以铁、铝、铬元素混合粉为原料,通过反应合成方法制备了一系列FeCrAl合金多孔材料（Fe?20Cr?xAl,x=0～20%,质量分数）,研究了铝质量分数对Fe?20Cr?xAl多孔材料物相、孔结构、力学性能以及抗氧化性能的影响。结果表明,添加5%铝（质量分数）的Fe?20Cr?xAl多孔材料具有较优的孔隙度和力学性能,同时在600～800 ℃高温氧化实验中表现出最优的抗氧化性能和力学性能稳定性。     

烧结工艺对多孔Ti-5Cu合金微观结构和力学性能的影响

以40%球形硬脂酸为占位剂,应用粉末冶金法制备出具有各向异性多孔结构的多孔Ti-5Cu合金,并研究了烧结工艺对多孔Ti-5Cu合金微观结构和力学性能的影响。结果表明烧结温度和保温时间对制备出的多孔Ti-5Cu合金的相组成没有明显影响,但对其微观结构和力学性能有较大影响。在900℃保温2 h制备出孔结构和力学性能较佳的多孔Ti-5Cu合金,其孔隙率为68.25%,抗压强度为89.00 MPa,弹性模量为3.79 GPa,与人体骨的力学性能相近,有潜力用作骨修复材料。     

净成形制备多孔TiNi合金的阻尼性能研究

TiNi合金具有出色的形状记忆性、低的刚度、出色的耐蚀性和生物相容性,与人骨的力学性能匹配优于其他植入材料,是重要的医用植入材料。此外,富Ni的TiNi多孔材料还具有出色的超弹性,是理想的减震用结构材料。通过调整TiNi孔材料多孔型及孔隙率,可以得到出色的阻尼减震效果,并对材料的力学性能进行调控,极有可能应用于震动保     

一种生物医用近β钛合金的力学性能和腐蚀性能研究

针对目前临床介入治疗中对血管内支架用材的要求，采用自主研制的新型近β医用钛合金TLE，研究了该合金的力学性能和腐蚀性能。测试了合金的室温和高温拉伸力学性能，利用光学显微镜观察金相组织、扫描电子显微镜观察断口形貌。结果表明，与临床上使用的316L不锈钢、钛镍合金相比较，新型近β钛合金TLE具有与316L不锈钢相当的强度和良好的冷热成形能力。分析合金在Ringer’s生理盐液中的电化学腐蚀极化曲线发现：各种状态的TLE合金均具有比316L不锈钢、钛镍合金更好的耐腐蚀性能。     

烧结气氛及时间对凝胶注模成形多孔NiTi合金性能的影响

多孔NiTi合金由于其优异的形状记忆性能和生物相容性而广泛应用于医用植入材料领域。以雾化Ni粉和机械破碎法制备的TiH_2粉末作为原料,以甲基丙烯酰胺作为单体,通过凝胶注模工艺制备出了性能良好的多孔NiTi合金,研究了不同烧结气氛和保温时间对多孔NiTi合金孔隙率、微观组织及力学性能的影响。结果表明:烧结气氛对烧结体的各项性能均具有较大的影响,同氩气及氢气气氛下烧结相比,真空烧结得到的合金孔隙分布均匀,相组成均一,孔隙率及机械性能较好,是理想的烧结气氛;随着烧结时间的增加,合金孔隙率降低,孔径分布更加均匀,抗压强度和杨氏模量增加,同时物相组成并未出现太大变化,单一的NiTi相很难通过延长保温时间来获得。对于固相体积分数分别为42%和45%的坯体,在真空环境下,烧结时间由1 h增加到4 h,其孔隙率分别由49.58%和48.52%降低到35.01%和33.49%,抗压强度由57.13和98.04 MPa增加到207.34和296.14 MPa,弹性模量由10.12和14.2 GPa增加到17.01和19.96 GPa。     

烧结工艺对多孔TNTZ合金压缩行为的影响

多孔低模量Ti-Nb-Ta-Zr钛合金含无毒元素,且具有优良的生物相容性、强度高、塑性显著等优点,成为目前生物医用植入材料的研究热点。为了提高植入体的骨整合能力,使其与宿主骨实现生物固定,本文采用添加造孔剂的粉末冶金工艺制备基体为β相、含少量第二相的多孔Ti-Nb-Ta-Zr合金。结果表明:随烧结温度的升高和时间的延长,多孔Ti-Nb-Ta-Zr合金的致密度及结合强度增大,但当烧结温度超过1 200℃或时间超过2 h,其压缩弹性模量及屈服强度均下降,这与合金中晶体生长程度及第二相的组成及分布有关。多孔TNTZ合金的压缩断口主要由解理面、棱锥形穿晶断裂面和大量韧窝组成,表明其具有较好的塑性。     

钼镧合金的研究现状和应用前景

钼镧合金作为一种新型材料，比纯钼具有更优异的力学性能和加工性能，广泛应用于电子、航天、机械等领域。本文介绍了钼镧合金的制备工艺、合金组织和力学性能的研究现状，总结了生产工艺和镧含量对合金性能的影响，并对钼镧合金的发展前景和未来研究方向进行了展望。     

多孔CoTi生物材料的制备及性能

以NH_4HCO_3为造孔剂,采用粉末冶金烧结法制备低弹性模量、高孔隙度、孔隙尺寸适中和生物相容性良好的多孔CoTi合金。借助X射线衍射仪、金相显微镜、扫描电镜和力学实验机等对多孔CoTi合金的物相组成、孔隙特征和力学性能进行检测与分析。通过扫描电镜观测MG-63细胞的黏附情况及动物体内植入实验,采用Alamar blue法测定细胞增殖率。结果表明,多孔CoTi合金的孔隙特征受造孔剂特性和烧结温度的影响,细胞正常黏附并增殖。其中烧结温度为1 000℃,添加21%的NH_4HCO_3造孔剂,可制备出性能优异的多孔CoTi合金,该合金孔隙度为53.97%,平均孔隙尺寸为122μm,抗压强度44.8 MPa,弹性模量为2.16 GPa,这些孔隙特征和力学性能与人体松质骨相匹配,在培养6 h后MG-63细胞黏附形态完整,7d后增殖近一倍,植入动物体内12周后,材料与组织嵌合紧密,具有作为骨科替代材料的潜能。     

原料粒径与烧结温度对放电等离子烧结Ti-29Nb-13Ta-4.6Zr合金组织和性能的影响

利用放电等离子烧结技术(SPS)制备生物医用Ti-29Nb-13Ta-4.6Zr合金,研究原料粒径与烧结温度对合金显微组织和力学性能的综合影响。结果表明:烧结合金组织由β-Ti相基体及少量未熔化金属颗粒和残留α-Ti相组成,烧结温度的升高会减少未熔化金属颗粒和残留α-Ti相;在相同烧结温度下,Nb、Ta、Zr金属颗粒粒径的减小,会促使烧结合金中的β-Ti相组织更为均匀并使未熔化金属颗粒明显减少,从而降低合金的压缩弹性模量和提高合金的抗压强度与致密度;在Nb、Ta、Zr金属颗粒粒径为10.5μm和烧结温度为1 200℃时,合金获得了压缩弹性模量为46 GPa、抗压强度为1 550 MPa的最佳综合力学性能。     

医用多孔钛制备研究进展

多孔钛有着良好的生物相容性、耐磨性和耐蚀性,其特有的孔隙结构不仅有利于成骨细胞的增殖和分化,还便于将其力学性能调整至与被替换的人体组织相匹配,现已成为重要的人体硬组织替代材料,得到越来越广泛的关注。为此,总结了国内外关于医用多孔钛制备的最新研究成果,介绍了近年来5种新兴的多孔钛制备方法——放电等离子烧结法、带有空间支架的粉末冶金法、选择性激光熔化法、电子束熔融法和激光金属沉积法,讨论了不同制备方法对材料表面性能和力学性能的影响,并对多孔钛用作生物植入物产品的发展方向进行了展望。     

93W-5Ni-2Cu烧结工艺的研究

本文研究了烧结温度对 93W 5Ni 2Cu合金力学性能的影响。结果表明 ,烧结温度不同 ,合金的组织和性能差异很大 ,合适的烧结温度可以使合金具有良好的组织结构和最佳的力学性能。     

金属注射成形钛合金

钛和钛合金具有一系列优异性能,但其机加工性差。金属注射成形（MIM）已成为生产钛合金复杂形状零件的合适工艺。本文综述了MIM Ti,TiAl,Ti-6Al-4V,TiMo等合金的生产工艺和性能。     

合金元素、加工与热处理对医用β型钛合金力学性能的影响及微观分析

研究了不同合金添加元素（Mo,Sn,Zr,Nb）、加工以及热处理对近β型医用钛合金力学性能和显微组织的影响规律,讨论了保持医用钛合金强度、弹性模量和塑性优良匹配的影响因素和解决办法。研究发现：Ti-Nb-Zr-Mo-Sn合金中增加Zr,Mo,Sn元素含量使合金强化,而增加Mo,Nb元素含量和热加工率利于降低弹性模量;经过固溶处理后强度和弹性模量降低,经时效处理后合金产生弥散强化和细晶强化使强度和弹性模量增加;热轧态和固溶状态下产生应力诱发马氏体而导致较低的屈强比和允许应变,利于二次加工和实际应用。     

热处理对GH4199合金性能的影响

研究了热处理制度对固溶强化型镍基高温合金GH4199合金组织和力学性能的影响.研究表明固溶温度对合金组织,特别是碳化物有很大的影响,合金的组织状态变化直接影响其力学性能,在较低固溶温度下,合金具有较高的室温拉伸强度,高温拉伸和持久强度稍低;在较高固溶温度下,具有较高的拉伸和持久强度.     

新型高强抗热腐蚀定向凝固高温合金DZ409

在高温合金设计理论的指导下,综合考虑重型燃机叶片用耐热腐蚀定向凝固高温合金对持久强度、热腐蚀抗力、长期组织稳定性等多方面的要求,设计出 7 种成分的合金.通过热力学平衡相和电子空位数计算,优选3 种成分合金开展力学性能、抗热腐蚀、组织稳定性等研究,进行试验筛选工作,研制出新型抗腐蚀定向凝固高温合金 DZ409 合金.DZ409 合金具有良好的抗腐蚀性能、组织稳定性以及高的力学性能,可用作重型燃机的叶片材料.     

加工及热处理对Ti5Zr6Mol5Nb钛合金组织和性能的影响

以新型近β型医用钛合金Ti-5Zr-6Mo-15Nb（TLE）铸锭为实验原料,通过开坯、锻造、轧制、热处理等多道工序制成板材和棒材。分析了不同加工工艺及热处理制度对合金组织与性能的影响。结果表明：TLE合金具有较高的强度、较低的弹性模量、优良的塑韧性与疲劳性能,冷热加工性能好;合金经过适当的固溶与时效处理后可获得良好的综合力学性能匹配,特别适合充当外科植入物材料使用。