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。     

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。     

Cu含量对多孔Ti-5Mn合金微观结构及力学性能的影响

以质量分数为50%的碳酸氢铵颗粒为造孔剂,使用粉末冶金工艺经真空烧结制备出多孔Ti-5Mn-xCu(x=0,3,5,10)合金,并研究了Cu含量对多孔Ti-5Mn合金微观结构及力学性能的影响。研究结果显示,制备得到的多孔Ti-Mn-Cu合金的孔隙率随着Cu含量的增加而逐渐降低,其大孔孔径略为减小,大孔壁上微孔数量逐渐减少。多孔Ti-Mn-Cu合金中出现了Ti₂Cu相,并且其相对含量随着Cu含量的增加逐渐增多。多孔Ti-Mn-Cu合金的弹性模量和抗压强度均随Cu含量的增加而提高。含3%～10%Cu和5%Mn的多孔Ti-Mn-Cu合金具有合适的孔结构和与人体骨相近的力学性能,具有作为抗菌骨科植入材料的潜力。     

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。     

高电导率Mg-Al-Sr耐热镁合金的研究

采用普通铸造法制备了Mg-3Al-x Sr(x=0.1~0.9,质量分数,%)系列合金。利用金相显微镜、XRD、SEM、电导率测量仪和显微硬度仪等手段对该系列合金的金相组织、显微结构、电导率及维氏显微硬度等性能进行了测试。结果表明,在Mg-3Al合金中添加少量Sr元素(0.1%)会生成Al4Sr相,而继续增加Sr后(0.1%)合金中开始出现Mg-Al-Sr相(τ相),Mg-Al-Sr铸态合金的电导率因此随着Sr含量的增加而不断提高;经高温热处理后(400℃),热处理态Mg-Al-Sr合金的电导率均随着热处理时间的延长而不断增加,这主要是由τ相逐渐分解并转变为Al4Sr相引起的;添加少量的Sr(0.1%)会降低Mg-3Al合金的显微硬度,而随着Sr元素的继续添加(0.1%),合金的显微硬度先增大后减小,并在Sr含量达到0.6%时达到峰值;此外,高温热处理会降低Mg-Al-Sr铸态合金的显微硬度。     

空间占位法制备多孔Ti-5Cu合金及性能的研究

以钛粉和铜粉为原料,碳酸氢铵为占位剂,应用粉末冶金的方法制备出多孔Ti-5Cu合金,并对其微观结构和力学性能进行表征。结果表明:碳酸氢铵作为占位剂时,其添加量对制备出的多孔Ti-5Cu合金的相组成没有明显影响,但对其孔结构和力学性能有显著影响。当加入的碳酸氢铵量增加时,多孔Ti-5Cu合金的孔隙率随之增加,大孔结构变得相互连通;其弹性模量和抗压强度均降低,可通过调整碳酸氢铵的添加量调整其与自然骨近似匹配,有潜力用作多孔抗菌硬组织植入体。     

多孔钛表面改性对其蛋白质吸附行为的影响

考察了酸碱处理多孔钛、碱热处理多孔钛及未改性多孔钛对牛血清白蛋白的等温吸附行为,探讨了多孔钛表面改性对其蛋白质吸附性能的影响。并通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪、台阶仪、接触角测量仪等分别考察了3种样品表面形貌、相组成、粗糙度及润湿性等性质。结果表明,表面改性后多孔钛的表面形貌、相组成、粗糙度及润湿性等性质均发生了明显改变,蛋白质吸附性能得到了显著提高。     

不同浓度硝酸处理的多孔钛及其体外生物活性

多种表面活化改性方法已用于致密钛表面活化改性, 本研究尝试用不同浓度的硝酸溶液处理浆料发泡法制备的多孔钛. 酸处理多孔钛内孔壁上出现了微小尺寸的酸蚀坑, 其微结构随酸浓度的变化而略有不同, 处理后表面磷灰石沉积能力随酸浓度变化差异显著, 其中以1:1和1:5两种浓度(体积比)的硝酸处理组最强, 并显著促进MG63细胞增殖, 细胞在样品表面和孔内得到良好粘附和铺展. 本研究结果表明硝酸处理活化多孔钛, 方法简单, 不引入杂质, 渗透性好, 可有效活化多孔钛内外表面, 是一种有效的制备生物活性多孔钛的方法.     

多孔Ti-5Ag合金的制备及力学性能研究

以钛粉和银粉为原料,不同含量的碳酸氢铵为占位剂,采用粉末冶金的方法制备多孔Ti-5Ag合金。结果表明制备的多孔Ti-5Ag合金的相组成为α-Ti。随着碳酸氢铵添加量的增加,多孔Ti-5Ag合金的密度逐渐降低,孔隙率逐渐增加。形貌观察表明随着孔隙率的增加,多孔Ti-5Ag合金中大孔的数量增多,并且孔与孔之间的连通性增加;力学测试显示其弹性模量和抗压强度均降低。多孔Ti-5Ag合金的力学性能可以通过控制碳酸氢铵的添加量调整到与人体骨匹配,有潜力作为多孔抗菌植入体用于骨科。