本文關(guān)鍵詞：用于生物材料的鐵基塊體非晶態(tài)合金的制備及其性能研究

  更多相關(guān)文章： Fe基塊體非晶態(tài)合金 抗腐蝕性 生物材料 離子濃度釋放 生物相容性

【摘要】：Fe基塊體非晶態(tài)合金(金屬玻璃)作為一種潛在的生物醫(yī)用材料,除具有高強(qiáng)度、高硬度和良好的耐腐蝕性能外,與Ti基、Zr基、Mg基和Ca基相比,還具有原料成本低的特點(diǎn)。本論文嘗試發(fā)展新的應(yīng)用于生物材料的Fe基塊體非晶態(tài)合金,主要工作包括以下兩部分。第一部分:結(jié)合Fluxing提純技術(shù)和J-Quenching技術(shù),成功制備了臨界尺寸達(dá)6 mm的Fe80-x-yCrxMoyP13C7(x=10,y=10 at.%;x=20,y=5 at.%;x=20,y=10 at.%)塊體非晶態(tài)合金。測(cè)試在Hank’s溶液(PH=7.4)中和人工唾液(PH=6.3)中的抗腐蝕性(測(cè)試在37?C恒溫水浴槽中進(jìn)行),并對(duì)極化后的離子濃度釋放情況以及在小鼠胚胎成纖維細(xì)胞(NIH3T3)中的生物相容性進(jìn)行了測(cè)試和研究。結(jié)果表明:制備的Fe基塊體非晶態(tài)合金的抗腐蝕性能明顯優(yōu)于醫(yī)用不銹鋼(316L SS),與商業(yè)醫(yī)用Ti合金Ti6Al4V(TC4)的抗腐蝕性能相近;制備的Fe基塊體非晶態(tài)合金和TC4的離子釋放量明顯底于316L SS;制備的Fe基塊體非晶態(tài)合金比TC4和316L SS有更好的生物相容性;在制備的Fe基塊體非晶態(tài)合金中,Fe55Cr20Mo5P13C7體現(xiàn)了最優(yōu)異的性能。第二部分:為了進(jìn)一步提高作為生物材料的性能,以第一部分工作中發(fā)展的Fe55Cr20Mo5P13C7(標(biāo)記為Co0)塊體非晶態(tài)合金為基礎(chǔ),用Co元素來(lái)部分替換其中的Fe元素,由此制備出Fe45Co10Cr20Mo5P13C7(標(biāo)記為Co10)和Fe35Co20Cr20Mo5P13C7(標(biāo)記為Co20)塊體非晶態(tài)合金。對(duì)獲得的Co0、Co10和Co20塊體非晶態(tài)合金進(jìn)行與第一部分工作相同的性能測(cè)試和分析,從而了解Co替換Fe對(duì)樣品作為生物材料性能的影響。結(jié)果表明:在Hank’s溶液中的抗腐蝕性能從強(qiáng)到弱的順序依次為是Co0、Co20和Co10,在人工唾液中的抗腐蝕性能從強(qiáng)到弱的順序依次為是Co20、Co0和Co10。同時(shí),結(jié)果也表明Co元素的添加對(duì)塊體非晶態(tài)合金的抗腐蝕性影響并不明顯。生物相容性從好到差的順序依次為Co0、Co10和Co20。這表明隨著Co元素含量的增大,生物相容性變差,這可能歸因于,與Fe相比,Co元素有較大的毒性。
【關(guān)鍵詞】：Fe基塊體非晶態(tài)合金 抗腐蝕性 生物材料 離子濃度釋放 生物相容性
【學(xué)位授予單位】：新疆大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG139.8
【目錄】：

• 摘要2-4
• Abstract4-8
• 第一章 引言8-27
• 1.1 生物醫(yī)用材料8-14
• 1.1.1 醫(yī)用金屬9-12
• 1.1.2 醫(yī)用陶瓷12-13
• 1.1.3 醫(yī)用高分子材料13-14
• 1.2 塊體非晶態(tài)合金的發(fā)展歷程及性能應(yīng)用14-16
• 1.2.1 塊體非晶態(tài)合金的發(fā)展歷程14-15
• 1.2.2 塊體非晶態(tài)合金的性能及應(yīng)用15-16
• 1.3 有前景作為生物材料的塊體非晶態(tài)合金16-19
• 1.3.1 Ti基塊體非晶17-18
• 1.3.2 Zr基塊體非晶18-19
• 1.3.3 Ca基、Mg基塊體非晶19
• 1.3.4 Fe基塊體非晶19
• 1.4 選題的意義與研究?jī)?nèi)容19-22
• 參考文獻(xiàn)22-27
• 第二章 實(shí)驗(yàn)過(guò)程27-33
• 2.1 樣品的制備27
• 2.2 樣品的結(jié)構(gòu)表征與熱力學(xué)表征27-28
• 2.2 機(jī)械性能測(cè)試28
• 2.3 電化學(xué)測(cè)試28
• 2.4 FE-SEM和SEM測(cè)試28-29
• 2.5 ICP測(cè)試29
• 2.6 細(xì)胞培養(yǎng)29
• 2.7 細(xì)胞成活率測(cè)試29-30
• 2.8 細(xì)胞附著情況30-32
• 參考文獻(xiàn)32-33
• 第三章 Fe_(80-x-y)Cr_xMoyP_(13)C_7塊體金屬玻璃的制備及其用于生物材料的性能研究33-50
• 3.1 引言33-34
• 3.2 樣品的表征34-44
• 3.2.1 樣品的非晶結(jié)構(gòu)34-35
• 3.2.2 樣品的熱穩(wěn)定性分析35-36
• 3.2.3 機(jī)械性能36-37
• 3.2.4 電化學(xué)腐蝕測(cè)試37-41
• 3.2.5 離子濃度釋放41-42
• 3.2.6 生物相容性42-44
• 3.3 本章小結(jié)44-46
• 參考文獻(xiàn)46-50
• 第四章 研究Co元素替換Fe_(55)Cr_(20)Mo_5P_(13)C_7塊體金屬玻璃中的Fe元素對(duì)其生物性能的影響50-62
• 4.1 引言50-51
• 4.2 樣品的表征51-60
• 4.2.1 樣品的非晶結(jié)構(gòu)51
• 4.2.2 樣品的熱力學(xué)性能分析51-52
• 4.2.3 機(jī)械性能表征52-53
• 4.2.4 電化學(xué)腐蝕分析53-56
• 4.2.5 離子釋放情況56-58
• 4.2.6 生物相容性分析58-60
• 4.3 本章小結(jié)60-61
• 參考文獻(xiàn)61-62
• 第五章工作總結(jié)與展望62-65
• 5.1 工作總結(jié)62-63
• 5.1.1 Fe_(80-x-y)Cr_xMoyP_(13)C_7塊體金屬玻璃的制備及其用于生物材料的性能研究62-63
• 5.1.2 研究Co元素替換Fe_(55)Cr_(20)Mo_5P_(13)C_7塊體金屬玻璃中的Fe元素對(duì)其生物性能的影響63
• 5.2 工作中的不足與展望63-65
• 5.2.1 工作中的不足63-64
• 5.2.2 展望64-65
• 附錄65-66
• 致謝66-67

【共引文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前7條

1 胡僑;張敏;李海飛;尹恩懷;逄淑杰;張濤;;Ti-Zr-Cu-Co-Sn-Si塊體非晶合金的形成及生物腐蝕行為和力學(xué)性能[J];材料工程;2014年06期

2 李立新;劉日平;趙軍良;蔡紅新;楊中娟;;鈮添加對(duì)鈦基大塊金屬玻璃的非晶形成能力、熱穩(wěn)定性及機(jī)械特性的影響(英文)[J];稀有金屬材料與工程;2014年08期

3 胡浩;崔振鐸;朱勝利;李朝陽(yáng);楊賢金;梁硯琴;;Ti_(40)Zr_(10)Cu_(36)Pd_(14)大塊金屬玻璃表面HA/TiO_2涂層的制備[J];材料導(dǎo)報(bào);2014年22期

4 GONG Pan;WANG Xin;SHAO Yang;CHEN Na;YAO KeFu;;Ti-Zr-Be-Fe quaternary bulk metallic glasses designed by Fe alloying[J];Science China(Physics,Mechanics & Astronomy);2013年11期

5 索忠源;姜峰;滕加莊;于東林;王毅堅(jiān);;Zr基多孔非晶合金的研究進(jìn)展[J];金屬功能材料;2013年05期

6 劉麗;秦春玲;周君;趙維民;;Ta元素的添加對(duì)Fe-Si-B非晶合金的熱穩(wěn)定性及腐蝕行為的影響[J];河北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2013年06期

7 索忠源;宋艷玲;滕加莊;于東林;;Co對(duì)Ti-Zr-Be-Cu塊體非晶形成能力及熱穩(wěn)定性的影響[J];特種鑄造及有色合金;2014年08期

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 王剛;Ti_(40)Zr_(25)Ni_3Cu_(12)Be_(20)塊體非晶合金的特種焊接行為[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2012年

2 姜東梅;Mg-Zn-Ca-Zr/Nd/Y生物鎂合金組織、力學(xué)性能和腐蝕行為研究[D];吉林大學(xué);2014年

3 王曉花;生物多孔鈦力學(xué)行為及孔結(jié)構(gòu)表征[D];西北工業(yè)大學(xué);2014年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

1 魏田;放電等離子燒結(jié)制備超細(xì)晶/細(xì)晶塊體FeMoPCB合金[D];華南理工大學(xué);2013年

2 孫琦;銅基貴金屬合金低維納米材料的制備與催化性質(zhì)研究[D];長(zhǎng)春理工大學(xué);2013年

3 劉樂(lè)華;基于非晶晶化理論的高強(qiáng)韌鈦鈮基復(fù)合材料制備研究[D];華南理工大學(xué);2014年

4 薛榮潔;金屬玻璃的密度與缺陷研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2014年

，

本文編號(hào)：852801