钛合金在生物医用领域的应用优势

介绍了钛合金在生物医用领域的性能优势及应用现状。生物医用金属材料必备的四个基本性能,机械性能、生物相容性、耐腐蚀和耐磨性和骨结合性。钛合金具有较低的弹性模量、耐腐蚀、生物相容性优异等特点成为医用金属材料的首选。     

新型生物医用钛合金的设计及应用进展

传统医用钛合金的设计标准主要为强度与弹性模量。随着外科植入物在临床的不断应用,新型生物医用钛合金的设计要求也随之提高,不仅需要考虑合金元素的生物相容性、细胞毒性等生物安全性指标,而且针对不同的人群提出可拆卸或长期植入的理念。对比分析了国际上对医用钛合金的传统设计方法及准则,重点介绍了新一代外科植入用钛合金应该具备的最新设计要素和最新应用进展,提出了医用钛合金的未来发展方向。     

热处理温度对TC20钛合金细晶棒材组织和性能的影响

TC20钛合金具有较低的密度、合适的强度以及优良的生物相容性、耐腐蚀性、可加工性等特点,被广泛用作生物医用材料。细小均匀且稳定的显微组织是保障和提高TC20钛合金产品使用寿命的关键,因而研究相同加工条件下,热处理制度对棒材组织及性能的影响具有重要意义。为此,对TC20钛合金细晶棒材进行了不同温度下的热处理实验,分析了经不同温度热处理后棒材的显微组织和力学性能变化。结果表明:热处理温度对T20钛合金棒材显微组织的影响较显著,随着热处理温度的升高,细晶棒材强度持续降低,在800℃处理时强度降低幅度最大,而塑性基本不变。     

大塑性变形制备超细晶生物医用钛合金的研究进展

生物医用钛合金具有高强度、良好的耐蚀性能、较低的弹性模量、优异的生物相容性,已成为具有广阔应用前景的医用金属材料之一.与传统医用钛合金相比,超细晶医用钛合金具有更高的强度与更好的疲劳性能以及耐腐蚀性能.此外,超细晶钛合金可诱导骨组织向内生长,增加界面结合强度,加快骨修复进程,在硬组织修复材料领域具有广阔的应用前景.阐述了各种大塑性变形（Severe Plastic Deformation）法制备超细晶生物医用钛合金的研究状况与最新进展,指出了SPD法制备医用钛合金中存在的技术问题和发展方向,并展望了利用SPD法对生物医用钛合金改性将成为生物医用材料的研究热点.     

东北特钢抚顺公司成功冶炼高品质医用TC20钛合金

正4月份,抚顺特钢为某用户研发的高品质医用TC20钛合金产品顺利完成冶炼和锻制工作,其成品棒材经检验全部合格。目前,此批产品已入库发往用户。TC20钛合金的成功生产,为抚顺特钢扩大医用钛合金市场份额,抢占未来市场奠定了坚实基础。与传统同类医用钛合金TC4相比,TC20钛合金选用原子浓度相同且稳定、无毒害的Nb替代V,消除了材料中     

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…     

一种新型高强低弹医用钛合金的成分设计与工艺研究

目前,钛合金的设计方法、制备工艺、冷变形机理研究还尚不完善,需要进一步研究下去。深入探讨合金设计方法和合金元素以及热处理工艺对钛合金组织演变以及性能的影响,为新型生物医用钛合金的发展提供重要依据,有着重要的科学意义。     

EBM成型TC4钛合金研究进展

电子束熔化成型技术(electron beam melting,EBM)是3D打印的代表性技术之一,特别适合传统工艺不易加工的Ti-6Al-4V合金(TC4钛合金)的快速成型,目前在航空航天、化工、生物医疗等领域展示出巨大的应用前景。从EBM的原理出发,综述了EBM制备TC4钛合金的显微组织、缺陷以及力学性能。分析了受成型工艺参数和成型件位置等因素影响的冷却速度的变化所导致的TC4钛合金的显微组织发生变化;并指出了导致TC4钛合金出现缺陷的主要原因。EBM成型TC4钛合金的拉伸性能已与锻造TC4钛合金相当,其较低的疲劳强度可以通过热等静压处理提高。     

医用钛合金及其表面改性技术的研究现状

介绍了新型医用钛合金的研究开发现状，分析了医用钛合金存在的主要问题，即耐磨性、耐腐蚀性和生物活性有待进一步提高。阐述了表面改性对提高钛合金的耐磨性能、耐腐蚀性能和生物活性的作用。指出应当重视钛合金表面生物活性陶瓷涂层的稳定性问题。认为通过研究开发综合性能更优的新型医用钛合金，寻求更为理想的表面改性工艺以及运用复合涂层制备技术，有望逐步解决钛合金在临床应用中存在的问题。     

摩擦配副和摩擦参数对TC29钛合金摩擦磨损性能的影响

钛合金是航空航天、军工、生物等领域重要使用材料之一,但其摩擦磨损性能较差,限制了其在摩擦工况下的应用。对比测试了TC29钛合金在不同摩擦配副和摩擦参数下的摩擦磨损性能。研究结果表明:与GCr15钢对磨时,TC29钛合金的摩擦磨损程度明显高于其与TC29钛合金对磨时的摩擦磨损程度;与GCr15钢对磨时,TC29钛合金的主要磨损机制为磨粒磨损和剥层磨损,与TC29钛合金对磨时,其主要磨损机制为黏着磨损;载荷和对磨转速的增加均会加剧TC29钛合金的摩擦磨损,但具体摩擦磨损的程度受摩擦配副情况及相应的磨损机制的影响。     

医用钛合金腐蚀、力学相容性和生物相容性研究现状

医用钛合金日益受到重视,被应用于牙齿、骨骼等领域.但对医用钛合金总体性能的评价以及生物相容性概念的定义等问题目前观点不一,研究方向也各不相同,且多数研究仅仅涉及腐蚀、力学相容性和生物相容性等某一方面,缺乏综合考虑.本文从腐蚀、力学相容性和生物相容性3个方面总结了医用钛合金的研究现状,并指出了研究过程存在的问题和以后的发展方向.     

TC4钛合金薄板轧制的工业化试验研究

为开发出组织性能达到GJB2505A要求的优质细晶TC4钛合金薄板,分别采用普通TC4钛合金与TC4 ELI钛合金进行了幅宽为1 400 mm的薄板轧制工业试验。两种合金板坯首先在两相区进行变形量为79%的第一火轧制,经β淬火后进行变形量为58%的第二火轧制,最后再以包覆叠轧方式进行变形量为70%的第三火轧制。对比分析了不同轧制变形量下的金相组织和性能,以及间隙元素对TC4钛合金变形机理的影响。研究结果表明:在相同热轧工艺下,普通TC4钛合金比TC4 ELI钛合金更易发生动态再结晶;TC4钛合金在经过总变形量为95%的的热轧后,组织已得到充分破碎,但普通TC4钛合金的强度、塑性仍明显高于TC4 ELI钛合金。     

生物医用钛及钛合金的研制、生产和应用

简介了新型生物医用功能材料用钛及钛合金的研制历史、生产、标准和应用。     

东北特钢抚顺公司成功冶炼高品质医用TC20钛合金

4月份,抚顺特钢为某用户研发的高品质医用TC20钛合金产品顺利完成冶炼和锻制工作,其成品棒材经检验全部合格。目前,此批产品已入库发往用户。TC20钛合金的成功生产,为抚顺特钢扩大医用钛合金市场份额,抢占未来市场奠定了坚实基础。     

固溶时效工艺对TC4钛合金组织及性能的影响

采用冷等静压、真空烧结的方法制备TC4钛合金,研究了不同固溶温度和时效温度对TC4钛合金组织及性能的影响。结果表明:冷等静压、真空烧结的方法制备的TC4粉末钛合金的抗拉强度可达852MPa,伸长率为16%;随着固溶温度的提高,钛合金的抗拉强度提高,伸长率降低,而随着时效温度的提高,抗拉强度降低,伸长率提高。在960℃×30min固溶、470℃×4h时效时,合金的抗拉强度达到1078MPa,伸长率达到11%。     

医用钛合金的研究及应用现状

综述了医用钛合金的发展历史,重点介绍了国内外新型医用β钛合金的研发现状,以及钛合金作为骨与关节替代物、牙科植入物、颅骨修复植入物、心血管修复材料等在临床治疗中的应用情况。指出,我国在医用钛合金的开发与应用中存在研究起步较晚,整体水平不高,相关产业基础薄弱,缺乏精细和深加工产品等问题。今后,我国不仅要大力开发低弹性模量的新型医用β钛合金,还要加快医用钛合金植入件的产业化发展,从而促进医用钛合金的应用。     

医用钛合金表面防护技术研究取得新成果

<正>2023年1月,安徽工业大学先进金属材料绿色制备与表面技术教育部重点实验室张世宏教授团队在《Corrosion Science》上发表了医用钛合金表面防护的最新研究成果。医用钛合金具有密度小、比强度高、生物相容性好和耐腐蚀性优良等特点,是人体植入体的首选材料,但其长期服役于人体环境中易产生腐蚀磨损,进而影响钛合金植入件的功能。物理气相沉积(简称PVD)技术所制备的氮化锆(ZrN)涂层具有优异的抗磨性能和生物相容性,     

喷涂涂层对钛合金超塑性能的影响

通过采用在钛合金TC4(Ti-6Al-4V)表面喷涂锆英石粉料来获得保护层的办法，研究了锆英石陶瓷涂层对钛合金TC4在高温拉伸试验时超塑性成形的影响。结果表明，锆英石涂层减轻了钛合金表面的高温氧化程度，提高了钛合金TC4的超塑性性能。     

两种封严涂层与钛合金摩擦磨损性能研究

采用热喷涂工艺在TC4钛合金表面制备KF-20B和KF-118封严涂层,利用环块式滑动磨损试验机测试封严涂层与TC4钛合金对磨时的室温摩擦磨损性能,并通过SEM和EDS分析了涂层和钛合金对磨环的磨损表面和磨屑形貌。结果表明:与TC4钛合金对磨时,KF-20B与KF-118涂层的摩擦系数均为0.4左右。KF-20B涂层中的润滑材料除了BN还包含石墨,KF-118涂层中的膨润土具有优异的润滑和减摩作用,从而降低了摩擦系数,提高了与TC4钛合金的对磨匹配性能。     

新型无钒、低成本Ti-4.7Mo-4.5Fe合金的生物医学相容性评估

正目前,超过2/3的生物植入体材料都为金属,在这些生物医用金属材料中,钛合金表现出最好的生物相容性,其中,应用最广泛的生物医用钛合金为Ti-6Al-4V。但是研究表明钒元素是有毒性的,并且毒性超过了铌和铬。另外Ti-6Al-4V合金弹性模量与人骨质弹性模量不匹配会造成应力屏蔽和萎缩症。因此,无钒、低成本、低模量、高生物相容性、高