HA—微孔钛基涂层种植体的复合强度

研究了羟基磷灰石(HA)和中性玻璃(G)的混合涂料在TC4多孔钛基体上的界面复合强度。探讨了中性玻璃含量、基体表面状态以及烧结工艺对这种涂层复合种植体的复合强度的影响。指出:复合的实质是中性玻璃与基体的润湿结合,最合适的玻璃含量为50 wt%,提高复合强度的关键,在于基体表面的TiN蒸镀处理,当TiN厚度为2～3 μm时,复合强度可达7.2 MPa。最佳烧结工艺为:900～950℃/30 min。     

HAP／ZrO2纳米复相生物陶瓷的制备

采用化学反应法制备了纳米羟基磷灰石（HAP）粉体，并采用醇．水溶液加热法制备了纳米ZrO2粉体，通过对制备工艺的研究，同时结合TEM等分析测试手段对获得的纳米粉体进行了成分、颗粒尺度分布和微观形态分析。控制HAP和ZrO2的不同配比，分别选择40％和60％含量的HAP，采用热压烧结技术制备了HAP／ZrO2纳米复相生物陶瓷材料。分析了烧结温度、烧结时间及HAP含量等因素对HAP／ZrO2陶瓷材料的影响。确定了烧结工艺参数，即烧结温度1300℃，烧结压力30MPa及烧结时间1h，并对纳米生物陶瓷的微观组织和性能进行了分析测试，并采用模拟体液研究了该材料的体外生物相容性。结果表明：在短时烧结过程中HAP与ZrO2颗粒间没有反应发生，且该生物陶瓷材料具有无毒、无过敏等特点。     

ZnO晶须对TCP/HAP双相生物陶瓷烧结行为和性能的影响

在1000～1300 ℃温度范围内,就ZnO晶须(ZnO_w)对TCP/HAP双相生物陶瓷烧结行为和性能的影响进行研究,初步探讨其烧结机制,并制备出性能优良的ZnO_w增韧TCP/HAP双相生物陶瓷.采用XRD、SEM等分析手段对ZnO_w增韧TCP/HAP双相生物陶瓷的组织和性能进行了分析,并在37 ℃的模拟体液中考察了其降解性能.结果表明:ZnO_w的加入可以显著降低TCP/HAP陶瓷的烧结温度;在同一烧结温度下,随着ZnO_w添加量的增加,烧结试样的致密度增加,孔径增大,孔隙率减小;烧结后的试样主要由TCP与HAP两相组成,ZnO_w的加入未对其相组成产生明显的影响.在37 ℃的模拟体液中,ZnO_w增韧TCP/HAP双相生物陶瓷具有良好的生物降解性能.ZnO_w的加入在保证TCP/HAP双相生物陶瓷具有良好的生物降解性能的同时,使其性能接近人体松质骨,从而在骨缺损区提供一定的支撑作用.     

无压烧结制备YAG多孔陶瓷的工艺及性能

为了能够利用YAG优异的性能开发出更多的功能材料,通过调整无压烧结技术工艺参数成功制备YAG多孔陶瓷材料。结果表明:1500℃烧结的YAG多孔陶瓷的气孔率与1550℃烧结的陶瓷相近,但是1550℃制备的陶瓷具有较多烧结颈使抗压强度较高。保温2 h的样品与保温1 h的样品进行对比表明,保温2 h样品包裹气泡长大使气孔率高,液相较多颗粒联接牢固使抗压强度高。升温速度为5℃/min制备的陶瓷比升温方式10℃/min制备的陶瓷气孔率和抗压强度都高。在800℃排碳所制备的样品的气孔率和抗压强度都比1000℃排碳的高。通过分析工艺参数与性能之间的内在联系,得出烧结温度为1550℃,保温2 h,升温速度为5℃/min,800℃排碳时间1 h制备的YAG多孔陶瓷材料较为适合,其材料气孔率为59.4%,抗压强度为8.55 MPa。     

生物玻璃增强多孔羟基磷灰石生物陶瓷的制备及其性能

研究多孔羟基磷灰石(HA)生物陶瓷的制备方法及性能.采用颗粒尺寸为500～600um的炭粉,以体系为SiO2-Na2O-CaO-MgO-Al2O3的生物玻璃为高温粘结剂,通过一定的混料、压制和烧结工艺,可制得孔隙率为30%～48%,抗弯强度达11.65MPa,大孔孔径约500～600 um、d小孔孔径1～20um并孔隙相互连通的多孔陶瓷.采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、电子万能实验机对样品的微观结构和抗弯强度进行分析,还通过分析天平,采用阿基米德原理对样品孔隙率进行测量.结果表明:随着烧结温度的升高,气孔率逐渐减小,抗弯强度逐渐增加.通过控制炭粉的含量,可以有效的控制多孔烧结体的孔隙率、大孔的分布及孔径.生物玻璃的加入可以促进材料的液相烧结,使多孔羟基磷灰石生物陶瓷敛密化,改善其力学性能,同时随着生物玻璃含量的增加孔隙率减少.     

烧结温度对多孔钽性能影响

以粒径为1~2μm的钽粉造粒形成的二次球形颗粒为原料,采用模压成形、真空烧结的方法制备了多孔钽。研究了烧结温度对多孔钽孔隙性能的影响。结果表明:粉末压坯在烧结过程中随着温度的升高,烧结颈逐渐形成、长大,烧结体的尺寸发生收缩,孔隙度和透气系数减小,强度提高;1800℃时具有大孔与小孔交错分布的三维多孔结构,此时1.2~2.2μm的孔隙占84%。     

烧结工艺对羟基磷灰石组织及性能的影响

采用化学沉淀制备纳米羟基磷灰石(HA)粉体,用单向压缩方法将纳米HA粉体压制成型,用不同的烧结工艺制备致密HA。探讨了烧结温度、烧结时间、预制压力对致密HA压缩强度和弯曲强度的影响,同时研究了烧结过程中烧结温度影响HA晶粒长大的规律。结果表明纯HA理想的烧结温度在1100～1300℃之间;最佳的预制压力为200MPa;提高烧结温度和延长烧结时间有利于提高纯HA的压缩强度和弯曲强度;HA晶粒初始长大温度为900℃,温度小于1100℃时HA的晶粒长大速度较慢。     

Y2O3-CeO2稀土氧化物对激光熔覆生物陶瓷涂层中HA的影响

为降低激光熔覆过程中基材与生物陶瓷涂层之间的热应力,提高涂层与基材的结合强度,选用宽带激光熔覆方法,在TC4合金表面制备一层含HA和β-TCP的梯度活性生物陶瓷涂层。通过金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对在体外模拟体液中浸泡14d后的涂层进行形貌和相组成的研究。结果表明:当Y2O3质量分数为0.6%,CeO2质量分数分别为0%,0.2%,0.4%和0.6%时,生物陶瓷涂层在SBF中浸泡14d后,基材与涂层之间呈良好的冶金结合;涂层表面都有白色球状颗粒生成;且涂层当中HA的生成量各不相同。当CeO2质量分数为0%时几乎不生成HA,为0.2%时HA的生成量最大,而后随着CeO2的含量增加HA生成量减少。说明当Y2O3质量分数为0.6%,CeO2的含量为0.2%时,生物陶瓷涂层具有较好的生物活性。     

烧结温度对多孔Inconel625合金性能的影响

Inconel625有着优异的耐蚀性与高温力学性能,被广泛用于航空航天、石油化工、核工业等领域。多孔材料有着轻质化与优良的透过性能常被用于过滤材料。本文旨在制备出耐蚀性良好的过滤材料,利用粉末冶金技术制备出兼具Inconel625合金本身特性与功能特性的多孔Inconel625合金。实验采用100~200μm粒度的合金粉末,通过模压-气氛烧结的工艺制备了多孔Inconel625合金,并对不同烧结温度下的合金做了形貌表征与性能评价。结果表明,在1240℃烧结温度下合金烧结颈发育良好,孔隙球化率高,此时透气度满足服役性能需求,可作为高温气液过滤材料使用,该温度下合金剪切性能达到最优,最大剪切力为51.0KN,也为后续进一步的研究提供了参考依据。     

生物复合陶瓷材料CaSiO3＋B2O3＋SrCO3＋CaF2＋ZnO／HA的制备及性能

在无压烧结条件下,制备CaSiO3 B2O3 SrCO3 CaF2 ZnO/HA生物复合材料.用XRD分析复合材料的相组成,用SEM观察其微观结构和形貌.结果表明:随着烧结温度的升高,复合材料的弯曲强度提高:硅灰石以玻璃相填充于材料的间隙,改善了复合材料的强度.     

Development of porous Ti6Al4V samples by microsphere sintering

Two differently sized microspheres were sintered at 1300 °C and 1400 °C from 2 to 8 h in stoneware, alumina, yttria and zirconia moulds. Selecting the appropriate material to be used as a mould remains a critical issue given titanium's high reactivity at elevated temperatures. Optimum mechanical properties were obtained when sintering the smallest microspheres in yttria-coated moulds. Stiffness of the samples was lower than 40% of that of the bulk solid material, which comes closer to that of human cortical bone. Open and interconnected porosity was observed in all the specimens.     

烧结助剂对高气孔率SiC陶瓷结构和性能的影响

由叔丁醇、丙烯酰胺和SiC粉及烧结助剂组成固相含量为10%(体积分数)的陶瓷浆料,采用凝胶注模成型和无压烧结工艺制备多孔SiC陶瓷,研究Al2O3和Al2O3+SiO2这两种烧结助剂体系对多孔SiC陶瓷的气孔率、显微结构和力学性能的影响。结果表明:Al2O3+SiO2复合烧结助剂明显改善SiC陶瓷的烧结性能,与采用单一的Al2O3烧结助剂相比,SiC样品的烧结温度和莫来石的生成温度均降低50℃左右;两种不同的烧结助剂制成的试样中的气孔均呈很窄的单峰分布,中位孔径为2μm左右;随烧结温度的升高压缩强度增大,而气孔率变化不大;以Al2O3+SiO2为烧结助剂、在1 400℃烧结的试样的气孔率和强度分别达到70.57%和17.74 MPa。     

烧结温度对多孑L钛组织结构与性能的影响

分别在1000、1100、1200、1300和1400℃下真空烧结制备了多孔钛试样,并对多孔钛试样进行孔结构、组织结构和性能检测,研究了烧结温度与多孔钛的结构和性能的关系。结果表明:随着烧结温度的提高,多孔钛中颗粒边缘由尖锐变圆滑,孔型由不规则形向圆形转变,烧结颈由细变粗进而出现颗粒表面熔化,孔隙率下降。硬度随烧结温度的提高,呈现先升后降的变化规律,抗压强度逐步提高。     

烧结温度对FeCu基烧结胎体组织及性能的影响

为降低Fe基粉末的烧结温度,在Fe基粉末中添加一定比例的CuZnSnMnSi粘结剂粉末,研究了不同烧结温度下烧结胎体的组织及性能。结果表明,烧结胎体主要由Cu基固溶体、Fe基固溶体及(Mn,Si)x·Oy相组成,随着烧结温度的升高,烧结胎体的相对密度先增大后减小,条带状(Mn,Si)x·Oy相逐渐聚集长大成圆球状;随着烧结温度的升高,烧结胎体的抗弯强度先升高后降低,在烧结温度为750 ℃时,烧结胎体具有最大的平均抗弯强度684 MPa;烧结胎体的抗弯强度主要取决于相对密度和(Mn,Si)x·Oy相,界面孔隙、条带状或大尺寸圆球状(Mn,Si)x·Oy相的存在是抗弯强度降低的主要原因。     

可降解镁植入材料表面涂层的制备及其性能

采用浸涂法制备Mg植入材料表面聚乳酸涂层，通过选择不同相对分子质量的聚乳酸并采用硅烷偶联剂对Mg植入材料表面进行预处理，提高Mg植入材料与聚乳酸的结合力。利用扫描电镜得出浸涂时间、聚合物浓度及浸涂次数对涂层厚度的影响。发现Mg植入材料表面涂覆相对分子质量为20万的聚（乳酸-羟基乙酸）能够满足降解条件和结合力的要求。经聚乳酸表面处理的试样在Hank’s溶液中浸泡10d后，计算试样质量损失，发现表面处理后的试样质量损失明显降低。实验表明，镁表面涂覆聚乳酸涂层，可以有效提高其在模拟体液中的耐蚀性。     

Fabrication of a porous material with a porosity gradient by a pulsed electric current sintering process

A porous structure with a porosity gradient can be applied to the preparation of continuous FGM, where liquid or chemical vapor of the second phase is infiltrated into the graded pores. It also has applications in skeletal implant materials and ultrafiltration media. An attempt was made to fabricate a porous material with a porosity gradient by means of a pulsed electric current sintering (PECS) process. The present work describes not only the measured value of the temperature difference between the upper and lower part of the specimen, which brings about a gradual change in pore distribution, but also the sintering characteristics of the porous structure obtained by the pressureless PECS process.     

基于激光叠层制造的多孔医用植入支架的开发(英文)

研究多孔医用植入支架的数字化设计和激光叠层制造工艺制备方法。利用CT技术和Pro/Engineer 软件设计出具备个性化特征的多孔人工股骨模型和多孔心血管支架模型,然后采用钛合金粉末材料,由选区激光熔化工艺直接制备出来。结果表明,通过改进支架单元体的结构工艺性,可以避免添加支撑,所制备的多孔支架具有良好的贯通性。同时,若干问题也呈现出来,如单元体的几何精度较差。由于患者具备个体特征,叠层制造工艺所具备的自由设计有利于其在医学上的应用。随着设计、工艺、生物相容性等的进一步研究,将会开发出更多的支架并应用于临床。     

锂辉石浮选尾矿低温烧结制备多孔陶瓷及其性能

以锂辉石浮选尾矿(SFT)、高岭土和低熔点玻璃粉(LPG)为原料,通过过氧化氢(H2O2)发泡法制备多孔陶瓷.添加LPG以降低多孔陶瓷的烧结温度,添加高岭土使多孔陶瓷对亚甲基蓝具有吸附性.多孔陶瓷平均抗折强度、抗压强度、显气孔率、吸水率和亚甲基蓝最大吸附量分别为5.60 MPa、4.66 MPa、52.27％、44.3...     

Preparation and properties of β-tricalcium phosphate porous bioceramic

Porous β-tricalcium phosphate bioceramic (PTCP) has important roles in surgical implants because of good biocompatibility. But the low compressive strength of the ceramic limits its application. The preparation of PTCP was improved with the adjustment of the constituents and the sintering-process. A new type of PTCP material with high compressive strength was made. The compositions, microstructure and properties of PTCP were analyzed by TG-DSC, XRD, TEM, SEM and so on. The result indicates that stearic acid burns sufficiently and gives out carbon dioxide and water vapor when slowly heated between 200 ℃ and 400 ℃ so that the porous structure like coral in β-TCP bioceramic is formed. Through crystallization at 470 ℃ and 570 ℃, more CaO-P2O5 glass-cement is converted into crystallite-glass, which is beneficial for improving the compressive strength of β-TCP bioceramic.PTCP can form a support action in bone imperfect section with good solubility.