放电等离子烧结制备羟基磷灰石类生物材料的研究进展

放电等离子烧结是一种快速烧结技术,具有热压等技术无法比拟的优点。将放电等离子烧结技术应用于羟基磷灰石类生物材料,不仅可在较低温度下实现快速致密化,防止羟基磷灰石在烧结过程中分解,使晶粒细化,还有助于提高材料的力学性能。将羟基磷灰石与其他材料复合并采用放电等离子烧结可赋予材料新的特性,弥补纯羟基磷灰石材料在力学性能方面的缺陷。今后对于该技术制备羟基磷灰石类生物材料的研究应当向多孔材料方向发展,并对材料进行多角度生物学评价。     

放电等离子烧结技术

本文介绍了近几年来在日本迅速发展的放电等离子烧结技术,除概要地介绍了这种烧结新技术的原理和特点外,着重介绍了放电等离子烧结技术在制备梯度功能材料和快速烧结细晶粒陶瓷方面的重要应用,其中后者包括了作者最近在日本大阪府立产业技术研究所取得的部分研究结果．     

等离子喷涂／水热合成HA涂层的制备和模拟体液及体内实验

等离子喷涂磷酸氢钙涂层经过水热处理转化为羟基磷灰石（HA）涂层,该涂层由离纯度的缺钙HA组成,结晶性高。水热合成HA涂层在模拟体液的溶解性和结合强度衰减均低于等离子喷涂HA涂层,体内实验表明水热合成HA涂层的生物性能良好。     

放电等离子烧结制备块体非晶合金研究进展

非晶合金又称“金属玻璃”,是由于超快速冷却凝固导致无法有序排列结晶,从而得到的一种长程无序结构。这种非晶合金与存在晶界和位错的普通合金相比,具有更加优异的力学及物化性能。由于粉末状或条状非晶合金在尺寸和性能等方面的限制,因而大尺寸、优异力学性能及软磁性能卓越的块体非晶合金的制备受到了大量关注与探究。放电等离子烧结技术以温度低、效率高、时间短及冷却速率快等优点,被认为是一种具有广阔发展前景的制备方法。对Fe基、Zr基、Al基及Ti基本身的特点,以及通过放电等离子烧结技术制备不同体系块体非晶合金的物理及化学性能的研究进行了较为全面的综述。概述了放电等离子烧结技术的原理及在制备块体非晶合金方面的优势;分析了放电等离子烧结技术和制备的块体非晶合金材料存在的问题,以及采用该技术制备块体非晶合金的发展前景。重点介绍了在采用该制备不同体系的块体非晶合金时,如何通过改变放电等离子烧结参数,或通过再加工、本身粉末添加元素等方法获得大尺寸、优异性能的块体非晶合金。     

放电等离子烧结技术的应用

本文主要介绍了一种粉末烧结技术——放电等离子烧结。首先从结构设计上进行了介绍,放电等离子烧结的主要原理是在粉末进行压力烧结的同时施加电流,最终实现材料的致密化。放电等离子烧结的主要优点是烧结温度低、时间短、升温快、材料致密等。最后列举了放电等离子烧结技术在热电材料、硬质材料、功能梯度材料等的应用实例,论述表明放电等离子烧结技术是一种可以制备高性能材料的烧结技术。     

放电等离子烧结技术制备透明氧化铝陶瓷

采用放电等离子烧结技术(SPS)制备了透明氧化铝陶瓷,研究了样品在模具内部的位置对其光学性能的影响,结果表明,在模具中心处样品的直线透过率最高(波长为640nm时为51%,波长为2000nm时为84%),这主要是由于模具内部温度分布不均引起样品晶粒尺寸不同所致.     

等离子喷涂羟基磷灰石涂层的结合强度

讨论了影响和制约等离子喷涂羟基磷灰石涂层与钛合金基底之间结合强度的主要因素,总结了提高涂层结合强度的方法及相关研究的进展。     

HA／ZrO2功能梯度涂层中羟基磷灰石的超微结构分析

利用净能量控制的PRAXAIR 4500型等离子喷涂系统，在钛合金基体上制备出HA／ZrO2功能梯度涂层，采用HTEM、XRD、SEM和表面轮廓仪等对涂层表面HA的显微结构和相结构特征进行分析。结果表明：（1）喷涂态涂层表面HA主要以非晶相存在，存在微量的纳米HA晶体；（2）大气气氛700℃晶化处理显著提高涂层表面HA结晶度，涂层以结晶的HA相存在，且晶体结构完整；（3）HA／ZrO2功能梯度涂层表面粗糙多孔，呈现“二级窝洞”的形貌特征，有利于材料与骨组织间的结合。     

放电等离子烧结(SPS)技术与新材料研究

放电等离子烧结(SPS)作为一种材料的绿色制备新技术,正成为国内外材料领域的研究热点.介绍了SPS的工艺特点和装置、国内外发展状况以及特殊的烧结机理;阐述了SPS在功能梯度材料、生物材料、超细或纳米晶WC-Co硬质材料、镁合金等新材料制备方面的应用及优势.最后分析了SPS技术亟待解决的问题和今后的发展趋势.     

放电等离子烧结技术及其在陶瓷制备中的应用

综述了放电等离子烧结(SPS)技术在国内外的发展概况,简单介绍了SPS系统的基本配置,深入探讨了SPS的烧结机理及其技术特点,着重介绍了SPS技术在制备高致密度、细晶粒陶瓷等方面的应用,并对燃烧合成氮化硅粉体进行了放电等离子烧结的试验研究,得到了机械性能优于热压烧结的氮化硅陶瓷.结果证明放电等离子烧结在陶瓷的快速致密化中显示出了极大的优势,是一项有重要使用价值和广泛前景的新技术.     

放电等离子烧结Ti-Al系金属间化合物

用机械合金化法(MA)制备了Ti-45% Al纳米晶合金粉末,并对其进行放电等离子烧结(SPS),烧结时间仅为5min.用D-maxIIA型X射线衍射仪、JEM-2000EX型透射电子显微镜对粉末和烧结块体的微观组织及机械性能进行了研究.研究表明:Ti和Al的粉末随着球磨时间的延长,粉末有明显的细化趋势,球磨5h即有非晶产生,球磨20h后得到接近完全非晶相;采用SPS烧结技术,在1200℃下能够制备出较高硬度的TiAl金属间化合物块体材料.     

放电等离子烧结制备生物医用多孔钛及其性能研究

以生物医用球形雾化钛粉为原料,聚氨酯泡沫为模板,利用放电等离子烧结法成功制备出了三维连通的多孔钛.采用XRD、SEM和压缩实验分别对样品的相组成、微观形貌和力学性能进行了分析,结果表明,该方法制备的多孔钛成分纯净,其孔径为100～500μm,孔隙率为72.5%～83%,抗压强度为10.3～51.8MPa,弹性模量为0.32～1.25GPa,和网状质骨的力学性能相近.经类骨磷灰石沉积实验显示,该多孔钛具有良好的生物活性.     

放电等离子烧结(SPS)YAG陶瓷的初步研究

研究了采用放电等离子烧结(Spark Plasma Sintering SPS),利用高纯的氧化钇和氧化铝,在1500～1700℃,真空度优于10Pa,反应快速合成YAG陶瓷,但试样的致密度不高,而低气孔率是制备透明陶瓷的关键,实验表明,TEOS的掺加和粉料粒度的减小对烧结试样致密度的提高有一定的作用.     

Rapid synthesis of Ti alloy with B addition by spark plasma sintering

The in situ TiB/Ti–4.0Fe–7.3Mo composites were fabricated by plasma spark sintering (SPS) technique using mechanical alloying of Ti, Fe65Mo and B powder. The effects of sintering temperature on densification of the composites and microstructure of the in situ synthesized TiB were investigated using scanning electron microscope (SEM) and transmission electron microscope (TEM). A dense composite was obtained after sintering at 1000 °C for 5 min. Under proper ball milling and SPS conditions in situ TiB reinforced Ti–4.0Fe–7.3Mo composites have been prepared. The in situ TiB showed a typical needle shape grow along [0 1 0] direction. The transverse cross-section of TiB grain is a hexagonal shape with the planes of (1 0 0), (1 0 1) and . The stacking faults in the (1 0 0) plane were observed in the TiB needles.     

放电等离子烧结（SPS）制备DyB6多晶块体材料

以微米硼粉和采用氢直流电弧法制备出Dx纳米粉末为原料,利用放电等离子烧结（SPS）技术制备了DyB6多晶块体材料,并分析了烧结温度对样品微观结构及性能的影响。实验结果表明当烧结压力为60MPa,烧结温度为1275℃时,可得到单相DyB6。烧结工艺为1425℃,60MPa所制备样品的密度、维氏硬度和抗弯强度分别为5.191g/cm3、23.32GPa和112.8MPa,当阴极温度为1933K时的发射电流密度为3.6A/cm2。     

放电等离子烧结新型NdFeB永磁材料工艺研究

采用放电等离子烧结技术制备了新型NdFeB磁体，研究了烧结工艺和热处理工艺对磁体的磁特性、尺寸精度及致密度的影响。同时利用B-H回线仪、扫描电子显微镜对其磁特性、显微组织结构进行了分析测试。结果表明，这种新型的烧结NdFeB磁体具有独特的显微组织结构，主相NdFe14B晶粒细小、尺寸均匀，富钕相弥散分布在主相边界上。获得最佳工艺条件下制备的磁体的磁特性为：最大磁能积(BHmax)240kJ／m^3，内禀矫顽力(Hci)1160kA／m，磁体的密度达到7．58g／cm^3，接近材料的理论密度，同时磁体的尺寸精度达到20μm。     

放电等离子烧结制备Ti/C叠层材料及其力学性能

以Ti和C的片状材料为原料, 利用放电等离子烧结(SPS)技术烧结制备了具有层状结构特征的Ti/C叠层复合材料, 研究了不同烧结温度下的叠层材料的组织形貌和室温力学性能。研究结果表明: 随烧结温度的升高, 反应层的厚度增大, 烧结温度达到1500℃时, 反应层的厚度可达到32.6 μm, 进一步提高烧结温度, 将会使Ti发生熔化现象, 无法得到Ti/C叠层复合材料。当烧结温度达到1500℃和1510℃, 层状复合材料的抗弯强度和断裂功分别达到最大值1571.51 MPa和215.09×10³ J/m²。Ti/C叠层复合材料的裂纹扩展路径主要有裂纹偏转、 裂纹并行扩展和裂纹尖端的分叉钝化, 这些扩展路径是叠层材料增韧的主要机制。     

复相铁氧体材料的的放电等离子体烧结合成

采用化学共沉淀法制备了名义组成为xFe+BaFe12O19(0≤x≤1,△x=0.2)的共沉淀前驱体,研究了该前驱体在放电等离子体烧结条件下形成复相铁氧体材料的结晶行为和烧结体的磁性能.结果表明,所有烧结体中均没有Fe2O3中间相形成,x=0时烧结体为单相M型钡铁氧体(BaM),0相似文献   

Bio-inspired low elastic biodegradable Mg-Zn-Mn-Si-HA alloy fabricated by spark plasma sintering

In this paper, biodegradable low elastic Mg-Zn-Mn-Si-HA alloys have been synthesized by element-alloying assisted spark plasma sintering (SPS) process. The main concern of the current investigation is to study the influence of the key SPS-process variables, such as, alloying element, milling/alloying time, sintering temperature, and pressure on the porosity and elastic modulus of the fabricated alloys. Following an L₂₇ OA-based on Taguchi method and accompanying the input parameters, a series of SPS experiments were carried out. Results indicated that sintering temperature and pressure were found to have a significant effect. The SEM observations showed that highest degree of porosity was observed at the lowest level of the parameters and the full dense compact was obtained at the highest level of the parameters. The alloying of HA and Si refined the grain structure and improved the brittleness of the composite. The SPS fabricated alloys exhibited an elastic modulus in the range between 16 and 38 GPa, that is proximate to bone and viably avoid stress-shielding. Moreover, various biocompatible phases, that is, CaMg, Mg-Si, Mn-CaO, Ca-Mn-O, and CaMgSi were observed in the alloy, which are expected to enhance its bioactivity and corrosion resistance. As-synthesized alloy would be considered potential biodegradable material for orthopedic applications.     

放电等离子烧结制备Diamond/Al复合材料

采用放电等离子烧结法（SPS）制备了Diamond/Al复合材料,研究了金刚石粒径、成分配比、工艺参数等对复合材料的导热性能的影响。结果表明,SPS可以得到导热性能较好的Diamond/Al复合材料,致密度是影响该材料导热性能的最重要因素。在实验确定的金刚石体积分数50%,金刚石粒径70 μm,温度550℃、压力30 MPa的工艺条件下,所制备的材料致密度较高,热导率为182 W/(m·K),比相同条件下纯铝粉烧结体的热导率提高了34.8%,表明金刚石的添加对烧结铝基材料导热性能有明显的改善作用。