基于d-电子合金设计理论和JMatPro软件新型生物医用钛合金的设计

基于d-电子合金设计理论和JMatPro软件,运用正交试验,设计了具有较低弹性模量和较高强度且含有无毒元素Nb、Mo、Zr和Sn的新型生物医用∥钛合金Ti-35Nb-4Sn-6Mo-9Zr,并对该合金的显微组织和力学性能进行分析。结果表明,Ti-35Nb-4Sn-6Mo-9Zr合金在800。C下固溶处理后,由单一的β等轴晶构成。与Ti-6Al-4V相比,该合金具有较优越的力学性能：E=65GPa,σb=834MPa,σ0.2=802MPa,6=11％,有望成为新型种植材料。该方法可以有效地降低实验次数,并得到理想的实验结果。     

生物医用钛合金的研究进展

钛合金具有较低的弹性模量、优异的耐腐蚀性能和生物相容性,是理想的生物医用材料.综述了医用钛合金的发展过程及新型医用β钛合金的研究现状,以及开发的新合金系列.目前开发的医用钛合金中,Ti-35Nb-7Zr-5Ta和Ti-29Nb-13Ta-7.1Zr合金的弹性模量为55 GPa,与致密骨的弹性模量很接近,与人体骨有较好的...     

生体相容性优良的β钛合金

低弹性模量β钛合金 作为人体植入物应用的低弹性模量生体相容性的医用β型钛合金的需求日益增长,因此,近年来相继开发了象Ti—13Nb-13Zr、Ti-35．3Nb-5．1Ta．7．1Zr、Ti-29Nb-13Ta-4．6Zr等一系列β型钛合金。虽然这些钛合金的弹性模量较低,但其强度往往有所不足,而且大多还含有相当多的难熔元素,以致给其熔炼和加工都带来一定困难。为了解决这些问题,     

医用植入Ti-2448钛合金应用前景广阔

沈阳材料科学国家（联合）实验室工程合金研究部多功能合金研究组近期研究发现，其研制的一种具有高强度、低弹性模量、超弹性和阻尼性能的多功能柔韧钛合金（Ti-24Nb-4Zr-7．9Sn，简称Ti-2448）的泊松比显著低于常规金属材料，是一种兼有低泊松比和高韧性的新型金属材料，在医用植入和密封等领域具有很好的应用前景。     

生体医用合金的开发

生体医用Ti-30Nb-10Ta-XZr合金Ti-29％Nb-13％Ta-4．6％Zr和Ti-35Nb-7Zr-5Ta合金（均为质量百分数）简称Ti—Nb—Ta—Zr系合金，具有优良的生体相容性和低的弹性模量。前一合金的力学性能和作为骨折修复材料使用时骨质再生性和细胞毒性等生体相容性，都比传统生体用钛合金优越。此次则研究了含有不同Zr添加量的Ti-30Nb-10Ta—XZr合金的显微组织和力学性能，研究用的合金是利用粉末冶金法制备的Ti-29Nb-13Ta—XZr合金，分别制备了无Zr的和添加3％、7％和10％Zr的合金（分别简称OZr、3Zr、7Zr和10Zr合金）。     

高效组合材料设计方法在生物钛合金领域的应用

运用一种改进的方法制作多元扩散节Ti-Zr-Nb并在1173 K温度下退火1800 h水淬至室温。结合纳米压痕仪(nano-indentation)与电子探针(EPMA)测定扩散节上每一点的成分、硬度和弹性模量,建立Ti-Zr-Nb体系成分.硬度.弹性模量数据库。结果表明,硬度与弹性模量强烈地依赖于Zr和Nb的成分变化,Ti-41Zr-10Nb具有较小的弹性模量,且硬度较大,有望在此基础上开发新型生物医用钛合金。这种高效的扩散多元节组合材料设计方法可以加快生物医用钛合金的研制、开发与应用的速度。     

Ti-29Nb-13Ta-4.6Zr合金的磨损特性

利用环块式腐蚀磨损试验机研究了Ti-29Nb-13Ta-4.6Zrβ型医用钛合金的磨损特性,并与传统医用钛合金Ti-6Al-4V进行了比较.研究表明在空气中干磨,Ti-29Nb-13Ta-4.6Zr合金及Ti-6Al-4V合金的抗磨能力主要取决于合金的硬度及抗拉强度等力学性能;在0.9%NaCl溶液中磨损,Ti-29Nb-13Ta-4.6Zr合金抗腐蚀磨损能力低于Ti-6Al-4V.Nb含量的提高可以增强Ti-29Nb-13Ta-4.6Zr合金的抗腐蚀磨损能力.     

新型医用钛合金Ti-12．5Zr-2．5Nb-2．5Ta的研究

按照临床上对外科植入材料的要求和现有医用钛合金存在的问题，制定了新合金设计的原则。确定了新合金添加合金化元素为Zr，Nb，Ta，合金的名义成分为Ti-12．5Zr-2．5Nb-2．5Ta，对新合金进行了组织结构分析与机械性能的测试。实验结果表明：该新型医用钛合金，满足了设计原则中对机械性能的要求。     

低弹性模量Ti-27Nb-8Zr医用钛合金组织与力学性能

利用光学显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪研究Ti-27Nb-8Zr(质量分数, %)医用钛合金固溶后在不同时效温度下组织的变化规律,重点讨论不同显微组织对合金弹性模量和强度的影响。结果表明,固溶处理后,合金组织由β+α”两相构成,具有相对低的弹性模量和强度;时效后,组织中包含β、α、ω三相,弹性模量和强度显著升高,随着时效温度的升高,组织长大,弹性模量和强度降低     

Ti-29Nb-13Ta-4．6Zr合金碱处理表面生物活性陶瓷改性

钛合金作为外科植入材料是近年研究和应用的热点,但纯钛的力学性能较差,Ti-6Al—4V ELI合金含有毒性元素V,均不是理想的材料。最近,日本开发的Ti-29Nb-13Ta-4．6Zr（TNTZ）β钛合金,其弹性模量较低,可通过机械热加工控制其力学性能,在医用领域有巨大的应用前景。但该合金的生物相容性还稍有不足,直接与骨结合的生物活性很差,因此有必要对其进行表面改性处理研究。     

新型Ti-Fe-Mo-Mn-Nb-Zr系钛合金的力学性能

在纯钛中加入Fe,Mo,Mn,Nb和Zr强化元素制成新型Ti-Fe-Mo-Mn-Nb-Zr系钛合金,测定了该材料的硬度、压缩强度及弹性模量等性能,考察了加入元素对硬度、压缩强度的影响规律.实验结果表明该合金形成了等轴α+β组织,与其它现有牙科用钛合金相比,硬度、弹性模量更接近牙本质的,且压缩性能明显优于其它牙科用钛合金.     

亚稳β钛合金在生物医学领域的研究进展

钛及钛合金因生物相容性优异、弹性模量低、综合力学性能良好及耐腐蚀性强被广泛应用于生物医学领域,成为继不锈钢、钴铬合金后最有前景的医用金属材料之一。本文从生物力学性能、生物耐腐蚀性及生物相容性和抗菌性角度出发,介绍了近10年来亚稳β型钛合金在生物医用领域的发展现状和研究进展,重点探讨了通过改变合金元素组成、热处理工艺及合金加工成型方法来改善β型钛合金生物力学性能的研究进展。     

Ti3Zr2Sn3Mo25Nb医用钛合金相变与力学性能

研究Ti3Zr2Sn3Mo25Nb医用钛合金中相变演化过程和亚稳相对合金强度和弹性模量的影响规律.结果表明:Ti3Zr2Sn3Mo25Nb合金中相的演化过程为β→ω→α″→α,其中亚稳ω相及α″相的尺寸、数量及分布对合金强度、弹性模量及塑性的影响显著.ω相的尺寸越小,数量越多,分布越均匀,这有利于提高合金强度,降低塑性和弹性模量;通过控制亚稳ω相及α″相的尺寸、数量和分布,可以在一定范围里调整Ti3Zr2Sn3Mo25Nb合金的力学性能变化,从而得到更好的生物力学性能匹配.     

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     

船用ZTi60合金的铸造性及其铸件力学性能

用反应性低的石墨型和真空自耗电极凝壳炉浇注方法,测定了ZTi60合金(Ti-2.5Al-1.5Mo-1Zr)的铸造性及其铸件的力学性能.结果表明该合金的铸造性能良好,铸件的屈服强度可达590 Mpa级以上水平,是一种性能良好的新型船用铸造钛合金.     

植入用Ti-Nb合金弹性模量及力学性能与显微组织的研究

通过配制5种成分的Ti—Nb合金，研究了Nb对Ti—Nb合金弹性模量及力学性能与显微组织的影响。结果表明：Ti—Nb合金组织中具有β相、α相、α”相等，随Nb含量不同，各相外貌及数量也各不相同；Ti—Nb合金具有较低的弹性模量，较好的塑性，更适合生物体植入。     

新型TiNbTaZr合金的生物腐蚀性和细胞毒性(英文)

通过真空自耗电弧炉开发一种新型β钛合金Ti35Nb2Ta3Zr,其弹性模量仅为48GPa,探讨该合金的耐腐蚀性能和细胞毒性。在Ringer模拟体液中,通过测量开路电位、极化阻抗谱和极化曲线发现Ti35Nb2Ta3Zr的腐蚀性优于Ti6Al4V和Ti。细胞毒性试验证明Ti35Nb2Ta3Zr的生物相容性与目前临床常用的Ti6Al4V和Ti相当。因此,该新型β钛合金Ti35Nb2Ta3Zr具有良好的耐腐蚀性和生物相容性,未来作为生物材料具有广阔前景。     

Ti-3Zr-2Sn-3Mo-25Nb合金表面活性微弧氧化膜的制备及其骨诱导性(英文)

通过微弧氧化法在新型医用近β钛合金Ti-3Zr-2Sn-3Mo-25Nb表面制备一层含Ca、P多孔薄膜,再将其在胺基化溶液中活化处理以在薄膜表面引入NH-2。借助XRD、SEM和EDS研究该多孔复合薄膜的组成和表面形貌,并通过模拟体液浸泡实验、体外细胞培养实验和动物体内植入实验研究经上述表面改性处理后的Ti-3Zr-2Sn-3Mo-25Nb合金的骨诱导活性。结果表明:该薄膜主要由金红石型TiO2和锐钛矿型TiO2组成,是一种含有Ca、P的陶瓷混合物;薄膜在模拟体液中具有很好的生物活性,成骨细胞能够很好地在薄膜上分化、生长;表面覆膜处理的Ti-3Zr-2Sn-3Mo-25Nb合金的体内骨诱导活性优于未处理的Ti-3Zr-2Sn-3Mo-25Nb合金的。     

一种新型高强度亚稳β钛合金Ti-B20

以‘临界钼当量条件下的多元强化’为原则设计了1种新型的高强度亚稳β钛合金Ti—B20，并研究了该合金热轧棒材(Ф12mm～20mm)在不同热处理条件下的拉伸性能及显微组织。同现有的一些亚稳β钛合金相比，该合金时效处理时的响应快、析出相分布均匀、硬化效应高，并且高温时效时没有发现无析出区：合金在β相变点以下固溶加时效处理有利于保持合金的塑性，在500℃～600℃的温度范围内时效时可以获得优良的强度和塑性匹配(UTS：1200MPa～1500MPa：EL：8％～18％)；而对热加工后的合金直接时效能产生更高的强化效果。     

α钛合金在室温和低温的冲击韧性

为了考察Al,Sn,Zr,Mo合金元素对α钛合金在室温和77 K低温（液氮）下的缺口冲击韧性（冲击值Ak）的影响,采用示波冲击试验机测试了Ti-2Al,Ti-2Sn,Ti-2Zr和Ti-1Mo 4种α钛合金在室温和77K下的Ak值,并计算了表征其冲击韧性的弹性变形功、塑性变形功和裂纹扩展撕裂功.用扫描电镜观察了4种合金冲击试样断口的形貌.计算数据和显微组织表明,4种合金均显示韧性特征,4种合金元素对冲击韧性贡献的顺序为：Mo＞Zr＞Sn＞Al.