外科植入物用纯钛及其合金

主要介绍了外科植入物用新型钛合金的研究进展。到目前为止,研究出的外科植入物用钛合金从研究的时间顺序上可分为：（1）纯钛,Ti-6Al-4V合金;（2）Ti-6Al-7Nb合金（瑞士）,Ti-5Al-2.5Fe合金（德国）;Ti-2.5Al-2.5Mo-2.5Zr(TAMZ)合金（中国）;（3）新型β钛合金。概述了这些合金的研究现状、性能特点及其应用前景,并提出 了今后的发展方向。     

用粉末冶金法低成本合成钛合金和钛基微粒子复合材料以改善高周疲劳强度

用元素粉末混合法合成 Ti- 110 0 ,Ti- 6 Al- 2 Sn- 4Zr- 2 Mo,Ti- 6 Al- 4V和 Ti- 5 Al- 2 .5 Fe等各种α β型钛合金和 Ti- 6 Al- 2 Sn- 4Zr- 2 Mo/Ti B的微粒子复合材料。一般用元素粉末混合法制的合金和复合材料 ,连结的板条状 α组织形成粗大的柱状组织。改变这种组织成为微细的针状α组织 ,可以改善高周疲劳强度用粉末冶金法低成本合成钛合金和钛基微粒子复合材料以改善高周疲劳强度@黄淑梅     

西北有色金属研究院生物工程材料产品研发取得重大进展

西北有色金属研究院生物工程材料研究中心经过多年研制 ,具有自主知识产权的外科植入用新型医用 TAMZ合金全面完成了生物相容性、生物力学相容性试验及医学临床研究 ,并于 2 0 0 0年 7月通过陕西省科委组织的技术鉴定。 2 0 0 1年 4月 ,《外科植入物用新型 TAMZ合金加工材》企业标准通过审批在院内实施 ,2 0 0 1年 4月至 9月 ,又按 GB/ T1 . 1— 2 0 0 0《标准化工作导则》要求 ,修改了该企业标准 ,同时还起草了《钛及钛合金接骨板》、《钛及钛合金接骨螺钉》两项企业标准。上述三项标准于 2 0 0 1年 9月 2 0日通过陕西省药品监督管理…     

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     

BT16合金中以铁代钒和钼的可能性

钛合金之所以价格较高不仅是因为钛本身的价值较高 ,而且还由于使用了一些稀贵的 β稳定剂作合金元素。最便宜的 β稳定剂是 Fe,俄罗斯的一些传统钛合金中加入了少量的 Fe,如 AT类合金、BT3-、BT2 3、BT2 2等。其它国家的钛合金以前很少用 Fe作合金元素 ,因为钛与铁可能形成共晶而降低合金的塑性和耐热性。但还是有一些 α+ β的钛合金添加了 Fe,如 Ti- 6 Al- 6 V- 2 Sn- 1 .7Cu-1 .7Fe,Ti- 5Al- 1 .2 5Fe- 2 .75Cr,Ti- 5Al-2 .5Fe等。一些含 Fe的近 β合金 ,如 Ti-1 0 V- 2 Fe- 3Al,Ti- 8Mo- 8V- 2 Fe- 3Al,Ti-6 .8Mo- 4.7…     

Super—TIX系列钛合金的性能和应用

20世纪 90年代日本开发了低成本民用钛合金 ,合金不用高价的β元素 ,仅使用廉价的 Fe,O,N(一部分合金加 Al)。设计的Super- TIX系列分两大类 ,一类是 Ti- Fe- Al系合金 ,另一类是 Ti- Fe- O- N系合金。下面主要介绍 Ti- 5.5Al- 1 Fe,Ti- 3.5Al- 1 Fe,Ti-1 Fe- 0 .35O- 0 .0 1 N ( Super- TIX80 0 ) ,Ti- 1 Fe-0 .3O- 0 .0 4 N( Super- TIX80 0 N)的主要特性、应用及注意事项。1　Ti- 3.5Al- 1Fe及 Ti- 5.5Al- 1Fe( 1 )拉伸性能　 Ti- 3.5Al- 1 Fe以及 Ti-5.5Al- 1 Fe是为了代替 Ti- 3Al- 2 .5V及 Ti-6 Al- 4V而提出…     

近β型生物医用钛合金在磷酸缓冲液中的电化学行为

<正>根据钛合金在室温下合金元素以及相组成的不同,可以将其分为α型、β型以及α+β型三大类。其中,工业纯钛(α型)、Ti-6Al-4V合金(α+β型)在牙科植入物方面已经有多年的应用。但是,由于这两种合金的弹性模量较高、耐磨性较差,并且Ti-6Al-4V合金在使用过程中释放的铝离子和钒离子会对人体造成伤害,因此,近年来科研工作者将生物医用钛合金的研究重点放在了开发新型β型生物医     

反应性等离子体喷涂法制备氮化钛/羟基磷灰石复合生物涂层

钛合金具有较低的密度,优异的力学性能以及良好的生物相容性,因此被大量用做各种医用植入器件,其中Ti-6Al-4V合金的应用最为广泛。但是,当这种具有优异力学性能的钛合金器件植入人体后,其内部的有害金属离子,如铝离子、钒离子,在某     

Ti-6Al-4V合金失效行为的微观模拟

Ti-6Al-4V合金具有优异的力学性能、抗腐蚀性能及生物相容性,可被用于众多领域。该合金是典型的两相钛合金,其相尺寸、体积分数和分布情况均会对其失效行为产生影响,S.Katani等人采用有限元方法模拟了微观组织形态对Ti-6Al-4V合金(含55%的α相和45%的β相)力学性能和失效机制的影响。实验选用厚度为0.7 mm、经退火处理的Ti-6Al-4V合金轧制板材,其化学成分(质量分数)为0.016 C、     

新型Ti-3Al-2Mo-2Zr(TA24)合金焊接及热处理工艺研究

根据新型钛合金Ti-3Al-2Mo-2Zr(TA24)化学成分、组织、性能特点,研究了材料典型温度高温性能,采用GTAW焊接中厚新型钛合金试板,在焊接接头无损检测后,在规定温度下执行焊后热处理,制备试样进行力学性能和金相等试验,分析新型钛合金焊接性及不同焊后热处理温度接头性能变化。结果表明新型钛合金具有良好焊接性和耐高温性能,650～750℃是该新型合金焊后热处理适宜温度。     

氢处理细晶钛合金的拉伸性能及其在牙科上的应用

正氢处理是能够使钛合金晶粒尺寸达1μm以下的为数较少的方法之一。利用这种方法可以使α+β型钛合金Ti-6Al-4V及富β的α+β型钛合金Ti-4.5Al-3V-2Mo-2Fe获得晶粒尺寸小于0.5μm的等轴细晶组织,使合金具有优异的超塑性能。日本学者中東潤对这两种合金进行氢处理,研究其常温性能及超     

Ti—75合金的生物相容性

Ti-75是一种系列新型耐蚀结构钛合金,为了探讨做为医用植入材料的可能性,进行了生物相容性探索试验.试验选取体重为2～2.5kg健康中国本兔48只,将合金植入到     

Ti90及其优化合金的组织与力学性能研究

Ti90合金是我国自主研发的一种新型近α型钛合金,具有高比强度、高韧性、耐蚀和加工性能好等优点。本课题组前期对Ti90合金进行了成分优化,得到一种名义成分为Ti-5. 5Al-4. 0Zr-1. 0Sn-0. 3Mo-1. 0Nb的优化合金。利用X射线衍射仪、金相显微镜、电子探针显微分析仪、电子万能试验机和电化学工作站等检测仪器,对Ti90及其优化合金的组织与力学性能进行对比分析。结果表明,优化合金组织为带有网篮特征的魏氏组织,原始β晶界和α集束清晰可见,有少量残留β相分布于α片层之间。与Ti90合金相比,优化合金的压缩屈服强度与断裂韧性得到了显著的提高,极限应变量有所增加,电化学腐蚀性能较好。     

热处理对KS Ti-9钛合金微观组织及力学性能的影响

近年开发的新一代飞机用d＋届型钛合金KS Ti-9（Ti-4．5A1．2Mo-1．6V．0．5Fe-0．3Si．0．03C）,具有与Ti-6 Al-4V合金同等的强度,而且可以经冷轧制造成薄板,但是冷轧的KS Ti-9薄板在T方向和L方向存在明显的各向异性。     

新型钛合金人工关节材料的开发与应用

讲述了目前人工关节的市场需求情况及人工关节材料的研究现状,提出开发强度高、塑性好、弹性模量低的β型钛合金成为各国研究的重点,同时开发出了具有自主知识产权的近β型钛合金TLM(Ti-Zr-Sn-Mo-Nb).选择Ti-6Al-4V合金作为对比材料,进行了人工关节的开发和骨植入试验,研究结果表明TLM合金不仅具有优良的冷热加工性能、工艺成型性,而且具有良好的生物相容性,是现有医用钛合金材料的优良替代品.     

粉末冶金Ti-5Al-2.5Sn ELI合金稳定性分析

采用无坩埚感应熔炼超声气体雾化法制备了洁净Ti-5Al-2. 5Sn ELI预合金粉末,并利用包套热等静压工艺制备了全致密的Ti-5Al-2. 5Sn ELI合金叶轮。测试了6个不同批次Ti-5Al-2. 5Sn ELI合金的化学成分和力学性能,统计了不同批次粉末合金的性能及成分变化规律。研究结果表明,采用包套热等静压工艺可获得全致密的Ti-5Al-2. 5Sn ELI合金,合金成分稳定均匀,力学性能接近锻造合金的水平且稳定性好。采用该工艺制备的Ti-5Al-2. 5Sn ELI合金叶轮与包套界面反应小,且组织中晶粒细小均匀,无孔隙缺陷。     

Ti-5553合金车削加工性能研究

Ti-5553(Ti-5Al-5V-5Mo-3Cr-0.5Fe)合金具有优异的综合力学性能,正逐步替代TC4(Ti-6Al-4V)钛合金成为高强度航空用工件的制备材料。然而,由于Ti-5553合金机械加工效率低,一定程度上制约了其在航空领域的大规模应用。为此,对Ti-5553合金与TC4钛合金的车削加工性能参数进行了探索,发现在相同的切削速度下,Ti-5553合金的主切削力和吃刀抗力均高于TC4钛合金,且最高切削速度仅为50 m/min。此外,两种合金在切削过程中均会与车刀发生扩散反应,而Ti-5553合金对刀具的磨损更为严重。相信本研究将为后期优化Ti-5553合金的车削加工参数、提高其加工效率提供有利的实验数据支持。     

Ti-6Al-4V合金表面改性技术

Ti-6Al-4V合金作为一种重要的钛合金,其使用量占到了钛合金总使用量的75%～85%,但其耐磨性差、阻燃性差、疏水疏冰性能差、生物相容性不理想等性能缺陷在一定程度上限制了其在某些领域中的应用。首先对Ti-6Al-4V合金在各个领域应用时,其性能缺陷的表现形式及危害进行了概述,然后介绍了目前改善Ti-6Al-4V合金性能缺陷所普遍采用的以及具有创新性的表面改性技术,评述了部分表面改性技术的优缺点,最后提出了需对Ti-6Al-4V合金表面改性技术进一步研究的方向。     

新型医用TiNbZrFe合金的组织和力学性能

为研究开发高强度、低弹性模量、低成本医用JB型钛合金,根据d-电子合金设计理论设计了n-28Nb-13Zr-0．5Fe（质量分数％）、Ti-28Nb-13Zr-2Fe（质量分数％）和Ti-35Nb-13Zr-2Fe（质量分数％）3种β型钛合金．利用光学显微镜、TEM和XRD观察和分析了β相区固溶处理后合金微观组织形貌和物相组成,利用拉伸试验测试了其室温力学性能．结果表明：3种合金固溶处理后,分别获得β＋α＋溶质原子不均匀区、β＋溶质原子不均匀区和稳定、单JB相组织．具有β＋α＋溶质原子不均匀区混合结构的Ti-28Nb-13Zr-0．5Fe（质量分数％）合金具有高强度和低弹性模量的最佳匹配．Nb在合金中具有细化晶粒的作用．     

β钛合金在飞机中的应用

美国、法国、德国、英国、日本、俄罗斯和中国的一些主要飞机制造工业厂家都开始采用β钛合金来生产飞机机体和发动机构件,主要原因是它们具有优良的综合性能,可加工成各种零件．目前最令人感兴趣的β钛合金包括用于制造锻件的Ti-10V－2Fe－3Al（Ti－10－2-3）,用于制造钣金构件和铸件的Ti-15V-3Cr－3Al-3Sn（Ti－15－3）、BT－22（Ti－5Al-5V－5Mo－1Fe－1Cr）和用于制造弹簧的Ti-3Al-8V－6Cr－4Mo－4Zr（Ti－38－6－44,β-C）;另外,由于Ti-14．7Mo－2．7Nb－3Al-0．2Si（β-21S）合金兼有出色的耐高温和抗腐蚀能力,…