泡沫或多孔钛的制备方法研究进展

泡沫或多孔钛是近年来快速发展起来的一类新型钛合金材料。它们兼具结构和功能的双重属性,在航空航天,生物医学,潜艇,汽车和环保等领域有着广阔的应用前景。本文综述了泡沫或多孔钛制备方法研究的最新进展。这些方法可以归纳为两类:第一类是基于粉末冶金,而第二类是基于物理或化学合成。详细介绍了每种方法的制备过程、工艺特点、所制备泡沫或多孔钛的孔结构特征和性能参数。通过比较分析,最后指出了泡沫或多孔钛制备方法研究的发展趋势。     

泡沫钛生长二氧化钛纳米管的制备及研究

本文主要研究了泡沫钛孔隙表面生长二氧化钛纳米管的制备方法及二氧化钛纳米管的生长机理。利用与制备多孔陶瓷类似的方式,通过高温真空烧结法,制备了多孔泡沫钛镍合金。对该泡沫合金进行了表面改性,通过阳极氧化法在多孔泡沫钛镍合金的孔隙表面生成了二氧化钛纳米管结构。借助于扫描电镜的观测和分析,对该二氧化钛纳米管的生长机理进行了表征和研究,同时考察了阳极氧化电压和时间对二氧化钛纳米管结构形貌的影响。     

泡沫钛材料国内外研究现状及展望

泡沫金属不但具有金属优异的导电、延展等特性,而且还具有多孔材料的质轻、吸能、吸声等功能属性,已成为世界各国科研工作者研究的热点。而泡沫钛由于具有金属钛优异的物理和化学特性和多孔材料的特殊结构,在生物医用材料、抗冲击材料以及电池材料等方面具有广阔的应用前景。本文介绍了泡沫钛材料国内外的研究进展,包括它们的制备方法及应用情况,重点介绍了采用粉末烧结制备泡沫钛材料的方法,同时分析了泡沫钛材料现存的问题和发展趋势。     

泡沫钛生长二氧化钛纳米管的制备

研究了泡沫钛孔隙表面生长二氧化钛纳米管的制备方法及二氧化钛纳米管的生长机理。利用与制备多孔陶瓷类似的方式,采用高温真空烧结法制备了多孔泡沫钛镍合金。对该泡沫合金进行了表面改性,通过阳极氧化法在多孔泡沫钛镍合金的孔隙表面生成了二氧化钛纳米管结构。借助于扫描电镜的观测和分析,对该二氧化钛纳米管的生长机理进行了表征和研究,同时考察了阳极氧化电压和时间对二氧化钛纳米管结构形貌的影响。结果发现,电压不变而延长氧化时间,纳米管层的厚度增大;氧化时间不变而提高电压,纳米管之间的分界越明显。     

多孔金属的制备工艺方法综述

多孔金属作为一种新型的结构和功能材料,近年来受到了广泛关注,在很多领域都得到了应用.多孔金属的制备方法很多,如铸造类方法、粉末冶金类方法、沉积类方法.按照所用金属原料在制备过程中的状态对多孔金属的制备工艺作了分类介绍,包括基于金属熔体的工艺、基于固态金属粉末的制备方法、基于电或化学沉积的方法.详细介绍了与铸造工艺有关的方法,对其它工艺只作了简要介绍.并分析了各种制备方法的优缺点.     

多孔钛表面梯度磷灰石涂层的简单化学法制备

通过碱液处理或碱热处理并在模拟体液(SBF)中浸泡，在多孔钛表面制备了具有梯度结构的类骨磷灰石层。结果表明，碱液处理使多孔钛表面形成了网状多孔结构，组成为钛酸钠、金红石等。热处理后磷灰石在多孔钛表面的初期沉积更均匀。涂层中钙，磷、氧以及钛元素的含量随深度而变化，形成了梯度结构。具有表面梯度磷灰石涂层的多孔钛有望用于临床矫形，以提高种植体的生物活性和骨结合强度。     

泡沫钛的制备技术及应用的研究现状

近年来,泡沫钛一直是泡沫金属研究中的热点之一.介绍了泡沫钛的主要制备方法:基于固态金属的制备方法,如粉末烧结法、粉体发泡法、浸浆烧结法、纤维烧结法、捕入气体压缩膨胀法、凝胶注模成型法、自蔓延高温合成法、快速成型法、等离子喷涂法、等离子体活化烧结法等;基于液态金属的制备方法,如铸造法(定向凝固法、自然凝固法、气体-金属共...     

高孔隙率多孔钛的制备及微弧氧化改性

以商业用纯钛粉为原料,添加造孔剂碳酸氢铵,通过真空烧结的方法制备了多孔钛。再在浓度为10%稀硫酸溶液的电解液中对制备的多孔钛进行微弧氧化处理。将微弧氧化(MAO)改性后的多孔钛浸泡于模拟体液(SBF)中检测其生物活性,并采用SEM和XRD对改性前后多孔钛及矿化后的样品进行了表征。结果显示,制备的多孔钛孔隙率为70%,其孔结构主要包括两类：即尺寸为几百微米的相互贯通的大孔和分布在大孔壁上的尺寸为几微米的小孔。在电压为100 V下氧化2 min能在多孔钛壁上形成厚度为几百纳米的多孔TiO膜层,且该膜层能诱导磷灰石的形成。这表明,微弧氧化处理后的多孔钛具有优异的生物活性。     

泡沫铝的液相制备技术研究

多孔金属是近10年迅速发展起来的一种结构和功能一体化的新型工程材料.泡沫铝属于多孔金属中的一种,具有很好的环境功能特性,无毒、美观且可回收,应用前景广阔.泡沫铝的制备方法有很多,可分为液相法、固相法和沉积法三大类.详细介绍了泡沫铝的各种液相制备技术及生产研究现状,对制备技术中现存的一些问题作了简略概括.并提出了今后努力的方向.     

泡沫钛材料的制备与应用研究进展

泡沫钛是一种新型多孔轻金属材料,具有密度小,比表面积大,比强度、比模量高,耐蚀性好以及优异的生物相容性和生物黏附性等特点,使得材料结构性能与功能性能完美地结合在一起.本文综合阐述了泡沫钛材料的制备工艺及特点,并对其应用前景和目前制备中尚存在的不足等情况进行了分析,目的在于促进该材料性能结构的进一步改善,并获得更广泛的应用前景.     

泡沫钛合金的研究进展

泡沫金属是近年来发展的新型功能材料,它具有很多优异的性能。钛合金具有优异的物理和机械性能,泡沫钛集中了泡沫材料的功能和钛合金的优异性能,近年来成为研究的热点。本文综述了泡沫钛合金的制备方法、机械特性以及在军事和日常生活中的应用,并对泡沫钛以及泡沫钛铝合金材料的应用前景进行了展望。     

钛及钛合金植入体表面微纳结构制备技术及生物性能研究进展

对国内外医用钛及钛合金植入体表面微纳结构制备技术的研究现状进行综述。介绍了喷砂、微切削和激光等机械加工方法,等离子喷涂、溅射等物理方法,酸蚀、碱热处理、阳极氧化等化学处理方法在钛及钛合金植入体表面制备的微纳结构,概述了微纳结构对钛及钛合金植入体生物相容性的影响。最后,总结各种制备方法的优劣,并结合目前医用钛及钛合金植入体表面微纳结构研究中存在的问题,指出了植入体表面微纳结构制备方法的发展趋势。     

泡沫钛的制备和性能研究进展

近年来泡沫钛一直是泡沫金属研究中的热点之一。其主要的制备方法有粉末冶金法、浆料发泡法、捕获气体发生膨胀法、自蔓延高温合成法、气体-金属共晶凝固、快速成型法、纤维烧结法、等离子喷涂法、相变超塑性法、凝胶注模法、等离子体活化烧结法等,对其性能研究主要集中在结构参数、力学性能、耐腐蚀性能和生物相容性等方面。对泡沫钛的制备和性能进行了综述,并对今后的性能改良和理论模型研究等方向进行了展望。     

钛及钛合金表面纳米管的生物功能化研究进展

钛及钛合金因为其良好的生物相容性和力学性能,作为生物医用材料得到广泛使用。通过表面处理后,可以在钛金属基体表面获得氧化钛纳米管阵列。氧化钛纳米管阵列的管径和长度尺寸可控,通常具有大表面积、强吸附性和超亲水性,可以提高钛及钛合金基体的生物相容性和耐腐蚀性能,为进一步赋予其更多的生物功能性奠定了基础。对钛及钛合金表面纳米管再次表面改性后,可使其具有更好的促进骨整合、抗菌消炎、药物响应可控释放、生物荧光成像等功能,在生物医学领域应用潜力巨大。介绍了钛及钛合金表面纳米管的制备方法,分析了氧化钛纳米管阵列的生物学特性,探讨了纳米管的物理特征对细胞行为的影响,对二次表面改性(包括碱处理、水热处理、电化学沉积、溶胶-凝胶法)影响氧化钛纳米管生物功能性的研究进展进行了综合评述,总结了氧化钛纳米管作为药物载体在药物缓释、响应性释放和疾病检测等生物功能化方面的进展情况,提出了对氧化钛纳米管生物功能化研究的一些问题,并展望了其未来发展方向。     

稀土CeO2增强型多孔钛的制备与性能

孔隙率对多孔钛的成骨性能影响较大,高的孔隙率更有利于骨组织的长入。但随着孔隙率的升高,其力学性能必然会急剧下降。因此,如何在保证多孔钛高孔隙率的前提下提高其力学性能,成为当前势必解决的难题。本研究采用浆料发泡法,通过在钛粉中加入不同含量的氧化铈,制备出高孔隙率的多孔钛。结果表明,多孔钛孔隙呈三维网络状,孔隙率为71.6%～73.5%,孔径主要分布在100～700μm,且孔壁上分布着微米级的微孔。当氧化铈的加入量为0.2%(质量分数,下同)时,多孔钛表现出最优的生物力学相容性,其杨氏模量为2.08GPa,抗压强度为60.19MPa。     

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。     

多孔钛骨组织工程支架设计及孔结构表征

针对目前骨组织工程支架微孔结构难以准确设计制备的问题,提出了一种基于点云的参数化建模+3D打印新方法。通过提取cube(C)、diamond(D)、gyroid(G)3种结构的型面函数点云数据,完成对不同孔结构特征的参数化建模。通过对模型有限元力学分析,对不同孔结构特征的多孔钛骨组织支架进行力学设计与订制。借助激光选区熔融(SLM)3D打印技术,完成对不同孔特征的骨组织支架快速成型。对多孔钛骨组织支架进行了相关材料学表征,包括孔结构表征与力学性能测试。结果表明:参数化模型的快速成型制造,能够有效地设计制备钛合金骨组织工程支架的孔结构特性,且可有效设计订制支架的力学性能,从仿生的角度实现多孔钛合金骨组织工程支架生物学功能的设计优化。     

多孔钛合金拓扑优化设计及性能研究

为了得到良好力学性能和高渗透性的钛合金多孔结构,需要在多孔结构的孔隙率与其强度之间保持权衡。以人体膝关节胫骨假体为研究对象,首先,根据胫骨受力状态,采用拓扑优化设计并重构不同载荷工况下的抗压、抗剪单胞结构(TO-P1、TO-P2、TO-S1、TO-S2),与几种常见的基本单胞结构(BCC、FCC、RDC、DCC)进行研究比较;其次,通过对不同类型多孔钛合金进行压缩、剪切性能仿真,研究不同拓扑形态的多孔钛合金关于抗压、抗剪的力学性能,并采用SLM技术成型多孔钛合金压缩试件,验证了仿真分析的有效性;最后,选择力学性能较优的4种多孔钛合金进行渗透性分析。结果表明,TO-S2结构的抗压、抗剪力学性能和渗透性能最为出色,适合作为压剪载荷类植入物的多孔结构。     

医用多孔金属的制备及其生物活化研究进展

医用多孔金属材料,特别是多孔钛及钛合金能够提供与人体骨组织相匹配的力学性能,并促进骨组织长人以提高其与骨的固定度,在人体硬组织修复与替换方面具有广泛的应用前景。重点围绕多孔钛及钛合金的制备方法及适用于其复杂孔隙结构的表面生物活化方法,综述了各种方法在多孔钛及钛合金上的应用现状。目前适用于多孔钛及钛合金制备的技术主要有粉末冶金法、钛纤维烧结法、自蔓延高温合成法、选区电子束熔化技术和选区激光熔化技术,适用于多孔钛及钛合金表面生物活化的技术主要有溶胶凝胶法、仿生矿化法、电化学沉积法和微弧氧化法。多孔钛及钛合金的力学相容性和表面生物活性需要同时满足临床要求,才能进一步扩大其在医学领域的应用范围。