激光选区熔覆牙科用钴铬钼合金的金瓷结合性研究

为解决传统铸造的钴铬钼烤瓷修复体在临床应用中存在的崩瓷、瓷剥落等问题,对激光选区熔覆（Selective Laser Melting, SLM）技术制作的牙科钴铬钼合金进行了金瓷结合性研究,以探求SLM技术在临床应用的可行性。使用SLM成型机制备金瓷结合、热膨胀系数试样,以铸造钴铬钼合金为对比,借助金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、热膨胀仪等分析测试方法,通过对其显微结构、相组成、热膨胀系数、金瓷结合强度及其结合界面的研究来综合评价SLM制作的钴铬钼合金的金瓷结合性。研究结果表明：SLM制作的钴铬钼合金的相组成主要包含FCC结构的α相和HCP结构的ε相,不含针状有害相σ相,且α相的含量达到84%;SLM制作的钴铬钼合金在25℃~500℃的平均线膨胀系数为13.874×10-6 /K,低于同类铸造钴铬钼合金试样,金属基体与陶瓷的热匹配性更好;SLM钴铬钼合金的金瓷结合强度为（36.55±1.78）MPa,明显高于铸造合金（P<0.01）,且数值稳定性更好;钴铬钼合金与陶瓷的断裂模式是粘附开裂,与结合界面处金属与陶瓷润湿性和内生氧化膜形态有关;SEM分析发现SLM制作的烤瓷件合金与陶瓷的润湿情况较好,无微孔等缺陷,内生氧化膜厚度较厚;铸造烤瓷件合金与陶瓷的润湿性较差,存在微孔等缺陷,内生氧化膜的厚度较薄。通过与铸造钴铬钼合金性能对比发现,SLM制作的钴铬钼合金具有更好的金瓷结合性,这为SLM技术在牙科修复临床应用提供参考。     

激光选区熔化生物医用Ti-6Al-4V合金的弯曲疲劳行为

分析了SLM Ti-6Al-4V合金的弯曲疲劳行为及相应的微观组织和断口形貌,设置与SLM试样化学成分相同的轧制态Ti-6Al-4V合金进行对比研究.采用X射线衍射(XRD)、结合电子背散射衍射(EBSD)的扫描电子显微镜(SEM)对合金的微观组织进行分析.结果表明,三点弯曲疲劳裂纹起始于准解理断裂表面附近的应力集中,随后向内扩展.SLM成形Ti-6Al-4V合金的弯曲疲劳寿命高于轧制成形Ti-6Al-4V合金,SLM Ti-6Al-4V合金内部孔洞缺陷导致表面附近应力集中,促进疲劳裂纹形核;而SLM Ti-6Al-4V合金中随机取向的α+β晶粒、二次裂纹和孔洞延缓了裂纹扩展,提高了疲劳寿命.对于轧制态Ti-6Al-4V合金,由大量近似取向α晶粒组成的宏观区引起应力集中,形成微裂纹,导致疲劳裂纹形核,而且宏观区对裂纹扩展的阻碍作用较小,不利于材料的疲劳寿命.