Ti、Zr基生物醫(yī)用金屬材料的微觀結(jié)構(gòu)與性能的研究
發(fā)布時(shí)間:2021-08-07 07:49
生物醫(yī)用材料是指以醫(yī)療為目的,用于診斷、治療、修復(fù)或替換人體組織器官或增進(jìn)其功能的材料。在所有生物醫(yī)用材料中,金屬材料應(yīng)用最早,而且在目前臨床中的應(yīng)用也仍最為廣泛。其中,鈦及其合金由于具有較好的力學(xué)性能、生物相容性以及優(yōu)良的加工性能在外科移植手術(shù)中得到了廣泛的應(yīng)用。近年來(lái),開(kāi)發(fā)和研制生物相容性更好、彈性模量更低的新型β-鈦合金成為研究的熱點(diǎn)。其中,研究β-鈦合金中各種顯微結(jié)構(gòu)的相變特征,對(duì)改善合金的性能及開(kāi)發(fā)新型β-鈦合金具有十分重要的指導(dǎo)意義。首先,本文利用d-電子合金理論,結(jié)合鈦合金β穩(wěn)定系數(shù)Kβ,設(shè)計(jì)制備了生物醫(yī)用β型Ti-25.6Nb-19.4Ta(wt%)合金,并對(duì)該合金及其它不同成分的合金進(jìn)行了力學(xué)性能測(cè)試對(duì)比。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,Ti-25.6Nb-19.4Ta合金具有較低的彈性模量,經(jīng)過(guò)時(shí)效處理后,其硬度、抗壓強(qiáng)度、塑性等發(fā)生明顯變化,具有較好的時(shí)效響應(yīng)。同時(shí),利用X射線衍射、透射電子顯微鏡研究了時(shí)效處理對(duì)Ti-25.6Nb-19.4Ta合金微觀結(jié)構(gòu)的影響,揭示了合金在400℃不同時(shí)間時(shí)效處理后析出行為的變化與力學(xué)性能之間的關(guān)系。其次,本文利用電子顯微學(xué)方法對(duì)具有良好的生物相...
【文章來(lái)源】:北京工業(yè)大學(xué)北京市 211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:70 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
a-Ti的晶胞結(jié)構(gòu)
第1章 緒 論i-35Nb-7Zr-5Ta合金(模量為55GPa)[14];日本開(kāi)發(fā)的Ti-29Nb-(模量為60GPa)[15]等。.3生物醫(yī)用 β 鈦合金基體中的析出相1.1.3.1鈦結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介鈦具有同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變,在882.50C以下為具有密排六方晶體常數(shù)c、a分別為0.468nm和0.295nm。在882.50C以上為具的 β-Ti,其晶格常數(shù) a 為 0.331nm。密排六方 α-Ti 的晶胞結(jié)內(nèi)有兩個(gè)原子,分別位于坐標(biāo)位置的(0、0、0)和(2/3、1/3、方式為ABAB…,密排面為(0001),密排方向?yàn)閇11-20]、[-21方 β-Ti 的晶胞結(jié)構(gòu)如圖 1-2 所示,晶胞內(nèi)兩個(gè)原子分別位于0)和(1/2、1/2、1/2)處,其密排面為(100)和(110),原子堆垛方方向?yàn)閇111][16]。
e滿(mǎn)足Burgers取向關(guān)系的 α 相與 β 相晶體對(duì)應(yīng)關(guān)系如圖1-3所示。由Burgers位相關(guān)系可以計(jì)算并模擬出 β 基體上 α 相的衍射特征[16],有關(guān)內(nèi)容將在第4章中詳細(xì)討論。α 相一般呈長(zhǎng)條狀。圖1-4為T(mén)i–34Nb–9Zr–8Ta(wt%)合金在時(shí)效過(guò)程中析出的 α 相形貌像與衍射花樣[19]。在衍射花樣中,較亮的一套衍射斑點(diǎn)為 β相的,較暗的射斑點(diǎn)為 α 相的。圖1-4 Ti–34Nb–9Zr–8Ta(wt%)合金在時(shí)效過(guò)程中析出的 α 相形貌像與衍射花樣Fig.1-4 TEM micrograph and corresponding electron diffraction patterns ofαphase for the agedTi–34Nb–9Zr–8Ta(wt%) alloy(2) ω 相
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]第三代生物醫(yī)學(xué)材料與再生醫(yī)學(xué) 國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)需求的變化與發(fā)展[J]. 孫雪,奚廷斐. 中國(guó)臨床康復(fù). 2005(26)
[2]生物醫(yī)用鈦及其合金材料的開(kāi)發(fā)應(yīng)用進(jìn)展、市場(chǎng)狀況及問(wèn)題分析[J]. 何寶明,王玉林,戴正宏. 鈦工業(yè)進(jìn)展. 2003(Z1)
[3]鈦及鈦合金人工關(guān)節(jié)植入材料[J]. 馮穎芳. 稀有金屬快報(bào). 2002(06)
[4]醫(yī)用鈦合金的發(fā)展及研究現(xiàn)狀[J]. 寧聰琴,周玉. 材料科學(xué)與工藝. 2002(01)
[5]生物材料研究現(xiàn)狀──評(píng)第六屆世界生物材料會(huì)議[J]. 李佐臣. 鈦工業(yè)進(jìn)展. 2000(05)
[6]生物醫(yī)學(xué)鈦合金的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 于思榮. 材料科學(xué)與工程. 2000(02)
[7]應(yīng)用d電子合金設(shè)計(jì)理論優(yōu)化GH907合金組織及持久性能[J]. 劉瑛,鄧波,陳淦生,仲增墉. 材料工程. 1997(07)
[8]精密鑄鈦技術(shù)在義齒類(lèi)鑄件上的應(yīng)用[J]. 汪大林,羅遠(yuǎn)倫,戴瑋霞,彭玉田. 鑄造. 1997(04)
[9]鈦合金相變的電子顯微鏡研究(Ⅴ)——亞穩(wěn)β相時(shí)效分解中的兩類(lèi)α相沉淀[J]. 張廷杰. 稀有金屬材料與工程. 1989(06)
[10]鈦合金相變的電子顯微鏡研究(Ⅳ)——鈦合金中的ω相變[J]. 張廷杰. 稀有金屬材料與工程. 1989(05)
本文編號(hào):3327388
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【部分圖文】:
a-Ti的晶胞結(jié)構(gòu)
第1章 緒 論i-35Nb-7Zr-5Ta合金(模量為55GPa)[14];日本開(kāi)發(fā)的Ti-29Nb-(模量為60GPa)[15]等。.3生物醫(yī)用 β 鈦合金基體中的析出相1.1.3.1鈦結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介鈦具有同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變,在882.50C以下為具有密排六方晶體常數(shù)c、a分別為0.468nm和0.295nm。在882.50C以上為具的 β-Ti,其晶格常數(shù) a 為 0.331nm。密排六方 α-Ti 的晶胞結(jié)內(nèi)有兩個(gè)原子,分別位于坐標(biāo)位置的(0、0、0)和(2/3、1/3、方式為ABAB…,密排面為(0001),密排方向?yàn)閇11-20]、[-21方 β-Ti 的晶胞結(jié)構(gòu)如圖 1-2 所示,晶胞內(nèi)兩個(gè)原子分別位于0)和(1/2、1/2、1/2)處,其密排面為(100)和(110),原子堆垛方方向?yàn)閇111][16]。
e滿(mǎn)足Burgers取向關(guān)系的 α 相與 β 相晶體對(duì)應(yīng)關(guān)系如圖1-3所示。由Burgers位相關(guān)系可以計(jì)算并模擬出 β 基體上 α 相的衍射特征[16],有關(guān)內(nèi)容將在第4章中詳細(xì)討論。α 相一般呈長(zhǎng)條狀。圖1-4為T(mén)i–34Nb–9Zr–8Ta(wt%)合金在時(shí)效過(guò)程中析出的 α 相形貌像與衍射花樣[19]。在衍射花樣中,較亮的一套衍射斑點(diǎn)為 β相的,較暗的射斑點(diǎn)為 α 相的。圖1-4 Ti–34Nb–9Zr–8Ta(wt%)合金在時(shí)效過(guò)程中析出的 α 相形貌像與衍射花樣Fig.1-4 TEM micrograph and corresponding electron diffraction patterns ofαphase for the agedTi–34Nb–9Zr–8Ta(wt%) alloy(2) ω 相
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]第三代生物醫(yī)學(xué)材料與再生醫(yī)學(xué) 國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)需求的變化與發(fā)展[J]. 孫雪,奚廷斐. 中國(guó)臨床康復(fù). 2005(26)
[2]生物醫(yī)用鈦及其合金材料的開(kāi)發(fā)應(yīng)用進(jìn)展、市場(chǎng)狀況及問(wèn)題分析[J]. 何寶明,王玉林,戴正宏. 鈦工業(yè)進(jìn)展. 2003(Z1)
[3]鈦及鈦合金人工關(guān)節(jié)植入材料[J]. 馮穎芳. 稀有金屬快報(bào). 2002(06)
[4]醫(yī)用鈦合金的發(fā)展及研究現(xiàn)狀[J]. 寧聰琴,周玉. 材料科學(xué)與工藝. 2002(01)
[5]生物材料研究現(xiàn)狀──評(píng)第六屆世界生物材料會(huì)議[J]. 李佐臣. 鈦工業(yè)進(jìn)展. 2000(05)
[6]生物醫(yī)學(xué)鈦合金的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 于思榮. 材料科學(xué)與工程. 2000(02)
[7]應(yīng)用d電子合金設(shè)計(jì)理論優(yōu)化GH907合金組織及持久性能[J]. 劉瑛,鄧波,陳淦生,仲增墉. 材料工程. 1997(07)
[8]精密鑄鈦技術(shù)在義齒類(lèi)鑄件上的應(yīng)用[J]. 汪大林,羅遠(yuǎn)倫,戴瑋霞,彭玉田. 鑄造. 1997(04)
[9]鈦合金相變的電子顯微鏡研究(Ⅴ)——亞穩(wěn)β相時(shí)效分解中的兩類(lèi)α相沉淀[J]. 張廷杰. 稀有金屬材料與工程. 1989(06)
[10]鈦合金相變的電子顯微鏡研究(Ⅳ)——鈦合金中的ω相變[J]. 張廷杰. 稀有金屬材料與工程. 1989(05)
本文編號(hào):3327388
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