高强度低模量马氏体型Ti-V-Sn系合金

α,α＋β钛合金的弹性模量在100～120 GPa之间,β钛合金的弹性模量较低,可以达到40～50 GPa,主要用作生物医用植入材料。目前开发的低模量钛合金有Ti-Nb-Ta-Zr系亚稳β钛合金,Ti-Nb-Ta-Zr,Ti-Nb-Ta-Mo,Ti-Nb-Ta-Sn四元β钛合金和Ti-Nb-Sn系亚稳β钛合金。低模量钛合金均含有大量的β稳定元素Nb,价格较贵,不适合非生物医用。     

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...     

医用低刚度β型钛合金的研发

近年来 ,医用钛合金的研发趋势是开发具有良好机械加工性能的无毒无过敏元素的低刚度 β型钛合金。日本研究者根据纯细胞毒性、极化抗力数据、生物医用金属材料和纯金属的生物相容性 ,确定了无毒元素为Nb、Ta和Zr。他们根据Morinaga等人开发的d电子合金设计法确定候选合金成分 ,根据 3次电弧熔炼的实验室规模铸锭 (约 45 g)拉伸试验结果 ,开发了医用低刚度 β型钛合金Ti 2 9Nb 13Ta 4 6Zr ,并研究了该实用型合金的机械性能和生物相容性。熔炼与加工　 2 0kg级Ti 2 9Nb 13Ta 4 6Zr铸锭采用悬浮铸造法制备。铸锭先在95 0℃后在 85 0℃下…     

Nb元素对β型Ti-Mo基合金显微组织、力学性能和铸造性能的影响（英文）

为了开发新型的生物医用β型钛合金,设计并采用电弧熔炼方法制备Ti-15Mo-xNb(x=0.5,10和15,质量分数,%)合金,研究添加元素Nb对4种合金显微组织、力学性能和铸造性能的影响。相分析和组织观察结果表明,4种合金均由单一的β相组成,随着Nb含量的增加,合金的显微组织细化。β型Ti-15Mo-xNb合金具有较高的塑性和相当低的压缩弹性模量(18.388~19.365 GPa)。添加Nb元素后,合金的压缩屈服强度增高,随着Nb含量的增加,合金的显微硬度降低。在冷压缩变形后,4种合金均呈现明显的纤维带状组织。4种合金的充型实验表明:添加Nb元素后,合金的充型能力降低,Ti-15Mo合金的充型性能(92.01%)最好。     

合金元素、加工与热处理对新型近β型钛合金TiZrMoNb力学性能的影响及微观分析

系统研究了不同合金添加元素(Mo、Zr、Nb)、加工及热处理对近β型医用钛合金力学性能和显微组织的影响规律,讨论保持医用钛合金生物力学相容性匹配的影响因素和方法。研究发现：TiNbZrMo合金中增加Zr、Mo元素含量使合金强化,而增加Mo、Nb元素含量和热加工率利于降低弹性模量。经过固溶处理后强度和弹性模量降低,而时效处理后合金产生弥散强化和细晶强化使强度和弹性模量提高。新合金冷热加工性能好,无明显各向异性,经过适当热处理可以达到高强度、低弹性模量和优良的塑韧性、疲劳性能综合匹配     

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.     

医用钛合金在体内的抗蚀性能及其影响因素

医用钛合金的弹性模量与人体组织接近,且具有良好的生物相容性和抗蚀能力,在义齿、血管支架、人工机械心脏瓣环中应用广泛。本文综述了医用钛合金在体内的抗蚀性能及影响因素,总结了提高医用钛合金抗蚀性的方法,展望了对钛合金植入物的表面改性要求。     

基于d电子合金设计方法的生物医用新型亚稳β钛合金的设计及性能研究

依据d电子合金设计方法,采用无细胞毒性的合金元素Nb和Zr,从理论上设计了一种具有较低弹性模量的生物医用新型亚稳β钛合金Ti-35Nb-10Zr,并研究了该合金铸锭的基本力学性能.结果表明:该合金的弹性模量值低于传统的用于体内植入的Ti-6Al-4V合金,有望成为一种比较有前途的新型体内植入材料.     

医用钛合金的研究及应用现状

综述了医用钛合金的发展历史,重点介绍了国内外新型医用β钛合金的研发现状,以及钛合金作为骨与关节替代物、牙科植入物、颅骨修复植入物、心血管修复材料等在临床治疗中的应用情况。指出,我国在医用钛合金的开发与应用中存在研究起步较晚,整体水平不高,相关产业基础薄弱,缺乏精细和深加工产品等问题。今后,我国不仅要大力开发低弹性模量的新型医用β钛合金,还要加快医用钛合金植入件的产业化发展,从而促进医用钛合金的应用。     

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.     

Ti13Nb13Zr 合金离子氮化层的摩擦磨损性能研究

目的提高医用钛合金的耐磨损性能。方法应用等离子渗氮技术在Ti13Nb13Zr基材上制备改性层,并对改性层组织、成分及硬度进行测试。利用往复磨损试验机研究改性层在干摩擦条件下的摩擦磨损性能,并与未处理的基材进行对比。结果 Ti13Nb13Zr合金表面经渗氮后形成致密均匀的改性层,硬度高达1110HV0.025,改性层的磨损体积约为基材的1/23。结论等离子渗氮技术有效地改善了Ti13Nb13Zr合金的摩擦磨损性能。     

新型无钒、低成本Ti-4.7Mo-4.5Fe合金的生物医学相容性评估

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     

国外生物医用钛合金的发展现状

综述了近年来国外在生物医用钛及钛合金方面的研究与开发现状。为了取代普遍使用的Ti-6Al-4V合金,研发了多种无毒无敏感性元素、低弹性模量、高力学性能的新型β型钛合金;采用多孔技术并调节孔隙率,使材料的弹性模量与人体骨骼基本相当,通过将聚合物渗入到多孔钛的方法弥补多孔钛强度的降低,并使材料具有更好的生物相容性;为适应矫形外科领域的需求,开发了多孔TiNi超弹性形状记忆合金,从而克服了骨与植入体之间结合力弱以及弹性模量不匹配的弊端。此外,研发了多种不含毒性和过敏性元素的β型超弹性形状记忆钛合金,可以替代TiNi合金而更安全地应用于医学领域;开发了多种钛的表面改性技术,通过改性层的沉积及表面硬化使植入体的生物相容性和抗磨损性得到提高。     

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。     

生物医用植入钛及钛合金的力学性能研究及进展

生物医用植入纯钛具有低密度、优越的耐蚀性、无致敏性和良好的生物相容性，而医用植入钛合金还具有高比强度、较低的弹性模量及易加工等优良特点。所以生物医用植入钛及钛合金已成为外科植入件优选的替代材料。本文重点介绍了人体硬组织修复与替换材料新型钛合金的生物相容性、力学性能、合金添加元素对力学性能的影响和最新研究进展，并指出了未来研究的发展方向。     

外科植入物用新型医用钛合金材料设计、开发与应用现状及进展

介绍了生物医用钛合金材料的定义、分类与基本特性,综述了国内外生物医用钛合金材料的发展历程,针对改善和提高医用钛合金材料的生物相容性和力学相容性问题,重点分析和讨论了医用钛合金在合金设计、显微组织和相变控制以及表面状态优化等方面存在的不足和未来研究方向,最后介绍了新型介稳定β型钛合金在设计、开发与应用方面的最新进展。     

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。     

剧烈塑性变形技术及在医用钛合金上的应用

剧烈塑性变形(SPD)能使材料同时具有良好的力学性能和优良的生物相容性能。与传统的钛合金相比,超细晶生物医用钛合金具有更高的强度、更好的耐腐蚀性和抗疲劳性能。重点论述了剧烈塑性变形技术及其在医用钛合金中的应用,详细地阐述了4种SPD细化晶粒方法。     

近β型生物医用钛合金在磷酸缓冲液中的电化学行为

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     

生体用超弹性β钛合金

β钛合金的冷加工性优良且强度高，一直是人们所热中于开发的医用生体硬组织替代材料。具有形状记忆和金成分范围含Nb14％～26％、Mo4％～6％（mol），其M,点随添加元素含量的增高而成比例地超弹性的合降低。冷加工断面收缩率高达90％以上，加工性极佳，最大抗拉强度500～1000MPa、弹性模量30～60GPa、延伸率10％～40％，堪称极柔软的金属材料。动物实验证明了该合金具有与Ti—Ni形状记忆合金同等的矫正效果，是一类性能优异的医用矫正材料。