【摘要】：鈦合金由于其優(yōu)秀的力學(xué)性能、耐蝕性能和生物相容性能而被認(rèn)為是現(xiàn)在最好的用于生物醫(yī)用的金屬材料。為了開(kāi)發(fā)出低彈性模量、較高強(qiáng)度、耐腐蝕、生物相容性良好的新型生物醫(yī)用鈦合金,本實(shí)驗(yàn)選擇生物相容性良好的β相穩(wěn)定元素Fe和Mo作為合金元素,采用粉末冶金方法制備了Ti基多孔材料。通過(guò)光學(xué)顯微組織觀察、X射線衍射物相分析(XRD)、掃描電子顯微組織分析(SEM)、能譜分析(EDS)、室溫壓縮性能試驗(yàn)、拉伸性能試驗(yàn)、宏觀及顯微硬度測(cè)試分析研究了Ti-xFe、多孔Ti-xFe、多孔Ti-10Mo-xFe合金的顯微組織、相組成、力學(xué)性能、耐蝕性和生物相容性。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：隨著Fe加入含量的增大,Ti-xFe系合金硬度增大,Fe元素對(duì)Ti起到了強(qiáng)化作用；其中Ti-3Fe合金在1100℃燒結(jié)后,合金的壓縮強(qiáng)度最高為2078MPa、彈性模量為11.2GPa、維氏硬度為396MPa,拉伸強(qiáng)度為380MPa。在添加了合金元素Mo之后,合金的宏觀硬度并沒(méi)有顯著的提高,但富Mo區(qū)的顯微硬度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于Ti(Fe)固溶體的顯微硬度,高達(dá)994MPa。 加入NH4HCO3造孔劑的Ti-xFe系多孔合金和Ti-10Mo-xFe多孔合金氣孔率為23%,出現(xiàn)了連通的大孔。Ti-xFe系多孔合金和Ti-10Mo-xFe多孔合金的壓縮強(qiáng)度范圍分別為1141～1577 MPa和1092～1672 MPa。多孔Ti-3Fe合金和多孔Ti-10Mo-2Fe合金的壓縮強(qiáng)度分別為1577 MPa和1672 MPa,彈性模量為8.2 GPa和9.4 GPa,其強(qiáng)度足以承受作為硬組織替代植入材料在人體內(nèi)所需的載荷,彈性模量與人牙骨質(zhì)的彈性模量2.398-20GPa十分接近。 在加入了Fe、Mo元素以后,與純Ti相比,材料的抗腐蝕性有輕微的下降,但在一定時(shí)間后都能達(dá)到穩(wěn)定,與其它材料相比抗腐蝕性能優(yōu)異。純Ti、Ti-3Fe和Ti-10Mo-3Fe,試樣在模擬體液中浸泡336小時(shí)后,都形成了一層致密的氧化膜,可以防止材料繼續(xù)被腐蝕,起到了保護(hù)作用。 未加造孔劑的Ti-3Fe和加7wt%NH4HCO3造孔劑的Ti-3Fe、Ti-10Mo-3Fe、Ti-10Mo-5Fe在細(xì)胞培養(yǎng)液中1天,4天,7天的L929成纖維細(xì)胞的相對(duì)增殖度均大于80%,7天時(shí)各組材料細(xì)胞生長(zhǎng)狀態(tài)良好,表明Ti合金多孔材料無(wú)細(xì)胞毒性,生物相容性好,氣孔率對(duì)材料的生物相容性性沒(méi)有負(fù)面影響。
【圖文】：

NaCI、KCI、NH4HCO3;硬脂酸鋅丙酮、去離子水。Fe粉和MO粉的粒徑是通過(guò)L午一920激光散射粒度分布分析儀測(cè)920激光散射粒度分布分析儀是基于光的散射原理而設(shè)計(jì)的，散射本原理是:當(dāng)光線照射到粉體顆粒上的時(shí)候，光的散射(衍射)就會(huì)有散射光線，但對(duì)于大顆粒而言，前方的散射光線相對(duì)較多，而相反，兩側(cè)和后方的散射光線相對(duì)比較多。當(dāng)顆粒尺寸大于0.單強(qiáng)度變化不明顯，而兩側(cè)和后方的散射光強(qiáng)度卻發(fā)生了顯著的變化兩側(cè)和后方的散射分布，才能準(zhǔn)確地測(cè)定小顆粒的粒徑。

Mo粉粒度分布圖
【學(xué)位授予單位】：東北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號(hào)】：R783.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2623910