高耐蚀Ti-15Zr-4Nb-4Ta合金的植入应用

1995年以来 ,随着老龄化人口的增多 ,人工关节、人工骨板、斯坦特固定模、人工骨等植入件的需求日益增大。植入件既需要生物安全性也要求机械相容性 ,还要求无细胞毒性、无遗传毒性或致癌物质 ,长期使用时合金的机械性能和耐蚀性不会降低。纯钛和Ti-6Al -4V的机械强度和耐蚀性均优于不锈钢和Co -Cr -Mo合金 ,因而在医学上的应用越来越广泛 ,近年日本植入件用钛量逐步增大 ,2 0 0 0年消耗量约 4t ,但多数是从美国或欧洲进口的。有报道称 ,金属离子可从钛植入件释放至人体和动物体内。有研究者综述了从植入件释放的金属离子的毒性。V是人体…     

Ti-15Zr-4Nb-4Ta合金的牙铸件性能

纯钛及钛合金因其优异的耐蚀性、生物相容性用于生物材料。目前广泛应用于牙科的材料为Ti -6Al -4V合金。日本先进工业科技研究院研制出一种比Ti -6Al -4V合金具有更好的生物相容性的新型 (α +β)钛合金 ,即Ti-15Zr -4Nb -4Ta合金。合金试样　用真空电弧炉熔炼的商业纯钛 (TA2 )、Ti-6Al-4V合金、Ti -15Zr -4Nb -4Ta合金 ,合金成分符合日本工业标准 (JIST740 1) ,铸锭经 β锻造及 (α -β)锻造后 ,得到直径为 45mm的棒材 ,将棒材表面的氧化皮除去 ,切下若干42mm×13mm的棒材做为试样备用。牙铸件　使用吸压型铸造机及T型熔模机…     

牙科用合金

牙科的书要作用是恢复因龋齿、牙周病、外伤等而丧失的牙齿和粘膜组织。即修复骨头的形态，使机能和外观得到恢复。近年，对新型的医用生物材料，即由人体构成元素和人工材料混合而成的材料的研究开发呈现出活跃发展的势态。金属具有其它材料没有的易加工性和高强     

新型牙科用Ti合金铸造成型性研究

除了力学性能、生物相容性、耐腐蚀性能和成本外，对于一种潜在的牙科材料而言其铸造成型性也影响着该材料最终能否得到应用。在义齿件方面以牙冠件最为常见。合金必须具有良好的铸造性能才能铸出完整的牙冠。在前期新型牙科用Ti合金开发工作基础上．试验采用纯钛铸造系统制备出了新型牙科用Ti合金牙冠，经肉眼观察及X光检查，表明不存在表面和内部铸造缺陷，牙冠合格，能够满足义齿件铸造成型要求。     

牙科用贵金属合金的现状和未来

牙科用贵金属合金的基本组成为Au -Ag -Cu系合金 ,最主要的有以金为主成分的金合金以及以银和钯为主成分的银 -钯 -铜合金。牙科修复用金合金　牙科用金合金有 5种以上的金属组成 ,最多的有 10种金属组成 ,一般的金合金考虑其化学性质保持金、铂、钯的总含量在 75 %以上 ,并添加Ir、Cu、Sn、Zn等形成均一的合金固溶体。金合金大致可分为加工用金合金ADA标准(美国牙科医师协会标准 )Ⅰ、Ⅱ型 ,铸造用金合金ADA标准Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ型 ,陶瓷材料熔敷用金合金及金钎料。加工用金合金主要考虑的问题是合金的加工性能、延性及增加金含量 ,可…     

2种牙科贵金属铸造合金的细胞毒性研究

采用四甲基偶氮唑盐微量酶反应比色法(MTT法)对自行研制的2种Au-Ag-Pd-Cu牙科铸造合金的细胞毒性进行了研究。并用相差显微镜对细胞形态进行了观察分析。试验使用的细胞株为小鼠结缔组织成纤维细胞(L-929)，培养液为含5％小牛血清(FBS)的RPMI1640。结果表明：细胞在2种Au-Ag-Pd-Cu牙科铸造合金的浸渍液中培养3d和5d后，细胞形态良好，生长旺盛；2种合金的细胞毒性级别为0—1级，具有良好的细胞相容性。     

牙科含钛镍基烤瓷合金可铸造性研究

报告了最近研制的牙科无铍、含钛的镍基烤瓷合金（ＮＣＴ１）和无铍、不含钛的镍基烤瓷合金（ＮＣ１）的可铸造性。试验采用网格检测法和薄片铸造法,通过计算网格数和薄片完整性来评价可铸造性。结果表明这两种合金网格铸出率为１００％ 。ＮＣ１ 和ＮＣＴ１ 薄片铸出率分别为９７５％ 和９５０％ ,两组无显著差异。研究结果说明加入少量钛到镍基合金中,对合金的可铸造性无显著的不良影响。     

Ti-24Nb-4Zr-8Sn合金单晶纳米压痕研究

利用纳米压痕仪研究Ti-24Nb-4Zr-8Sn (Ti2448)合金不同取向单晶体的硬度和弹性模量.结果表明:Ti2448合金单晶表现出各向异性,不同晶面的压入模量和纳米压痕硬度值不同,(001)、(011)和(111)晶面的压入模量分别为68.1、69.1和78.9 GPa,纳米压痕硬度分别为3.5、3.5和3.0 GPa;不同晶面压入模量和纳米压痕硬度的相对大小规律与常规方法测量结果一致,但无法相互换算.     

新型生体用Ti-29Nb-13Ta-4.6Zr合金的抗疲劳性能

当前在医学界广泛采用生体相容性、比强度和耐蚀性都十分优越的钛合金 ,作为人造股关节和人造牙根等人体硬组织代替材料。最近 ,一些 β型钛合金Ｔｉ 35Ｎｂ 7Ｚｒ 5Ｔａ、Ｔｉ 15Ｍｏ以及α + β型钛合金Ｔｉ 3Ａｌ 2 5Ｖ等都相继纳入美国标准ＡＳＴＭ。在美国和日本对于钛合金的研究开发都十分活跃。作为生物医用材料 ,在日本新开发了Ｔｉ 2 9Ｎｂ 13Ｔａ 4 6Ｚｒ合金 ,它完全是由于对人体无毒性反应的元素所构成 ,其强度、韧性和弹性模量也能满足用作生体材料的要求。但是作为人体硬组织代用材料 ,须长期埋入人体内并且往往要承受反复…     

放电等离子烧结温度对Ti-35Nb-7Zr-5Ta合金显微组织和力学性能的影响

利用放电等离子烧结技术(SPS)制备了Ti-35Nb-7Zr-5Ta合金,研究了烧结温度对合金致密度、显微组织及力学性能的影响。结果表明:在950~1150℃烧结温度范围内合金主要由β-Ti相和Ti-Nb-Ta-Zr固溶体组成的混合基体及少量未熔化的Nb、Ta金属颗粒组成,并且合金具有较高的致密度和抗压强度;随着烧结温度的升高,合金中混合基体组织尺寸越来越大且不断融合联结,Nb、Ta金属颗粒数量越来越少且尺寸越来越小,同时合金致密度和抗压强度呈增大趋势;所制备的合金压缩弹性模量值在50~57 GPa之间,具有良好的力学相容性,烧结温度变化对其影响较小。     

硼对齿科用铸造Ti合金的组织与力学性能的影响

由于制造成本较低 ,金属铸造技术常用做齿科修补并近终形成形为所需部件的一种方法。钛及其合金由于具有良好的生物相容性、抗蚀性和优异的比强度 ,在齿科领域的应用 (如植入和复原修补铸造 )越来越广泛。然而 ,纯钛的强度和硬度都很低 ,而一些传统的Ti合金 (如TC4)在增加强度的同时 ,对应的塑韧性却大幅度地降低 ;高强高刚性陶瓷 /钛基复合材料与单质合金相比 ,具有较高的弹性模量、强度、耐磨性、高温性能和其它物理性能 ,受到人们的关注。由于钛和硼之间固溶度小 ,易生成TiB相 ,而TiB化合物具有低比重和较高的弹性模量 ;因此 ,TiB化…     

渗氢后再结晶状态Zr-4合金拉伸变形的原位观察

利用扫描电镜原位观察和相应的多相有限元数值分析方法，研究了渗氢后再结晶状态Zr-4合金拉伸过程中氢化物的变形行为以及其对基体变形行为的影响。结果表明，氢化物自身具有一定的塑性变形能力，在具有良好塑性的基体约束下，可以与基体一起发生较大的变形，但是氢化物的变形能力和其在Zr-4合金中的分布和形貌密切相关：稀疏分布的氢化物，易发生变形，不易出现裂纹；单个片状的氢化物可以被基体中的滑移线穿过；而在大块氢化物团聚体内部易出现裂纹。氢化物的形貌不仅影响基体的变形行为；而且对基体的断裂也有显著的影响。渗氢后Zr-4合金的断裂属于韧性断裂，断裂时材料内部出现多裂纹源，无主裂纹出现。     

烧结温度对SPS制备Ti-24Nb-4Zr-8Sn合金组织和力学性能的影响

利用放电等离子烧结技术(SPS)制备了Ti-24Nb-4Zr-8Sn合金,研究了烧结温度对合金相对密度、显微组织及力学性能的影响。结果表明:在1000~1200℃烧结温度范围内合金具有较高的相对密度和抗压强度,合金主要由β-Ti相和Ti-Nb固溶体组成的混合基体及少量α-Ti相组成;随着烧结温度的升高,合金相对密度和抗压强度呈增大趋势,合金中α-Ti相向β-Ti相逐渐转变,同时合金中Ti-Nb固溶体含量越来越少,且尺寸减小;合金压缩弹性模量在58~61 GPa之间,受烧结温度变化影响较小。     

齿科用Ti-6Al-7Nb合金

钛的齿科应用是随着牙用钛铸造机的发展而逐渐开发的,20世纪80年代末到90年代初开始于纯钛.纯钛虽说耐蚀性好,生物相容性优良,但强度较低,磨损时会变黑,且耐磨性不好,有时牙冠会出现孔洞.因此,纯钛的齿科应用几乎都是以镍等金属的过敏患者为主.目前,日本齿科用钛估计每年不过500 kg.     

热处理对Ti-44Al-4Nb-4Zr-1B合金组织和性能的影响

研究了热处理对铸造Ti-44Al-4Nb-4Zr-1B合金的片层晶团尺寸的细化作用的影响.结果表明:铸造Ti-44Al-4Nb-4Zr-1B合金的700℃高温强度比室温提高了130～200 MPa.室温及高温断裂伸长率都比较小,但高温的断裂伸长率相对于室温有很大的提高.在α+γ两相区长时间保温后慢冷和循环热处理的细化作用明显.片层晶团尺寸细化后,室温、高温强度以及高温持久性能都提升不大.     

铸造高铌Ti-48Al-7Nb-2.5V-1.0Cr合金的热处理工艺

研究了热处理工艺对Ti-48Al-7Nb-2.5V-1.0Cr铸造合金组织、室温及900℃拉伸性能的影响。结果表明:铸造合金经1200℃/12 h/AC+1320℃/0.5 h/AC两步热处理后获得双态组织(DP);经1200℃/12 h/AC+1350℃/1 h/CC两步热处理后获得近片层组织(NL)。由拉伸实验结果可知,同合金铸态组织相比,DP和NL组织合金的室温塑性均得到明显的改善,断后伸长率由铸态的0.4%提高至双态组织的1.2%,近片层组织的1%~2%;但合金的室温及900℃的强度有不同程度的下降。     

铸造Ti-44Al-4Nb-2Cr合金显微组织及凝固特征

采用非自耗电弧熔炼法.制备Ti-44Al-4Nb-2Cr-(W,B)(at.%)合金.通过X射线衍射、金相观察、扫描电镜及透射电镜,研究Ti-44Al-Nb-Cr-(W,B)合金的显微组织与凝固特征.结果表明,铸造合金的晶粒细小,平均晶粒度为40μm,铸态组织中β相与γ相存在"伴生"现象.同时,合金中一定量β相稳定元素W和Nb的加入,使高温β相得以在凝固过程中保留到室温,这种少量β相的存在也限制了α相晶粒的长大.     

微量Zr对铸造TiAl合金高温力学性能的影响

在Ti-47.5Al-2.5V-1.0Cr合金中添加0.2at.％Zr以研究微量Zr对铸造形成的定向层片组织高温力学性能的作用.结果表明,添加0.2at.％Zr显著提高了该合金的持久寿命,但未对其高温拉伸强度产生明显影响.根据两种合金持久试验前后组织对比观察的结果提出,添加微量Zr主要是通过增加定向层片组织的热稳定性而使其持久性能得以改善;另外,微量Zr减少了热等静压过程中等轴晶粒的析出,也有助于延长合金的持久寿命.     

Ti-13Nb-13Zr表面多孔梯度合金的制备及性能研究

利用放电等离子烧结（SPS）技术制备了中间致密、表面多孔的Ti-13Nb-13Zr梯度合金,研究了烧结温度（950~1200 ℃）对梯度合金组织演变、界面结合、表面孔隙特征、力学及体外矿化性能的影响。结果表明：随烧结温度的逐步上升,梯度合金中α-Ti相减少,β-Ti相增多,组织逐渐连续均匀分布,晶粒得到细化,中间基体与多孔层界面呈连续过渡且形成良好的冶金结合,表面多孔层孔隙率下降而平均孔径减小;梯度合金抗压强度值随烧结温度升高呈先增大后降低趋势,而弹性模量值变化不大;综合分析,烧结温度为1150 ℃时,制备的表面多孔梯度合金不仅具有良好的力学性能（抗压强度893MPa,弹性模量16GPa）,而且具有适宜的孔隙参数（孔隙率34.7%,平均孔径340.9μm）及优异的类骨磷灰石形成能力与体外矿化性能。