【摘要】：為了改善Ti-Nb-Zr合金的生物活性,采用放電等離子燒結(jié)(SPS)技術(shù)制備了不同羥基磷灰石(HA)含量的Ti35Nb7Zr-xHA(x=0、5、10、20(質(zhì)量分?jǐn)?shù),%))生物復(fù)合材料,研究了HA含量對復(fù)合材料微觀組織、力學(xué)性能及體外生物活性的影響。結(jié)果表明,復(fù)合材料主要由β-Ti、α-Ti、HA及陶瓷相(Ti_xP_y、CaTiO_3、Ti_2O、CaO)組成;HA含量增加會(huì)導(dǎo)致β-Ti減少而α-Ti和陶瓷相明顯增多;與Ti-35Nb-7Zr合金(E:45GPa,σ:1 736 MPa)相比,HA含量為5%和10%時(shí),復(fù)合材料的抗壓強(qiáng)度分別為1 662MPa和1 593MPa,彈性模量分別為48GPa和49GPa,綜合力學(xué)性能與Ti-35Nb-7Zr合金接近,展現(xiàn)出良好的力學(xué)性能,而過高的HA含量(20%)會(huì)導(dǎo)致復(fù)合材料彈性模量明顯升高(E:55GPa)、抗壓強(qiáng)度急劇下降(σ:958 MPa),復(fù)合材料的力學(xué)性能降低;體外生物活性實(shí)驗(yàn)表明,加入10%HA的復(fù)合材料在人工模擬體液(SBF)中浸泡7d后表面生成了大量的類骨磷灰石層,與Ti-35Nb-7Zr合金相比,其顯示出更優(yōu)異的體外生物活性。
[Abstract]:In order to improve the bioactivity of Ti-Nb-Zr alloy, Ti35Nb7Zr-xHA (x 0, 5, 10, 20 (mass fraction,%) biomaterials with different hydroxyapatite (HA) contents were prepared by spark plasma sintering (Spark plasma sintering (SPS). The effects of HA content on microstructure, mechanical properties and in vitro bioactivity of composites were studied. The results show that the composites are mainly composed of 尾-Ti, 偽-Ti,HA and ceramic phase (Ti_xP_y,CaTiO_3,Ti_2O,CaO), and the increase of HA content leads to the decrease of 尾-Ti and the increase of 偽-Ti and ceramic phase. When the content of HA is 5% and 10%, the compressive strength, elastic modulus and elastic modulus of Ti-35Nb-7Zr alloy are 1 662MPa and 1 593 MPA, respectively, and the elastic modulus are 48GPa and 49 GPA, respectively, when the content of HA is 5% and 10% compared with that of HA alloy (E = 45GPa, 蟽: 1736 MPA). The comprehensive mechanical properties are close to those of Ti-35Nb-7Zr alloy, showing good mechanical properties, while too high HA content (20%) will lead to a significant increase in elastic modulus (E:55GPa) and a sharp decrease in compressive strength (蟽: 958 MPa),). The mechanical properties of composites decreased; The bioactivity test in vitro showed that the composite with 10%HA was immersed in artificial body fluid (SBF) for 7 days and formed a large number of bone-like apatite layers. Compared with Ti-35Nb-7Zr alloy, the composite showed better biological activity in vitro.
【作者單位】： 昆明理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院;金屬先進(jìn)凝固成形及裝備技術(shù)國家地方聯(lián)合工程實(shí)驗(yàn)室;
【基金】：國家自然科學(xué)基金(31660262) 云南省教育廳科學(xué)研究基金(2016ZZX049)
【分類號】：TB33

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本文編號：2458586