本文關鍵詞：選區(qū)激光熔化成型醫(yī)用Ti-6Al-4V合金的組織和性能研究

  更多相關文章： TC4 選區(qū)激光熔化 粉末特性 力學性能 生物學性能

【摘要】：選區(qū)激光熔化(Selective Laser Melting,SLM)是一種新型增材制造技術,由于采用逐層疊加的加工方法,該技術消除了傳統(tǒng)加工方法對幾何形狀的限制,在制備帶內孔的復雜結構和個性化制作等方面具有顯著的優(yōu)勢。為降低TC4鈦合金醫(yī)用植入體的彈性模量、減小應力屏蔽、適應不同患者的個體需求等提供了一種有效的解決方案。為此,本文選擇了一種高品質的TC4鈦合金粉末,對其理化性能進行了測試,并采用SLM技術制備出合金塊體,通過對其微觀組織、力學性能及生物學性能等的檢測分析,發(fā)現(xiàn)這種成型件滿足生物醫(yī)用植入材料的要求。論文取得了以下主要研究結論:①本文使用的TC4合金粉末球化程度很高,顆粒表面光滑,粒度范圍在3-52μm之間,平均粒度30.65μm,比表面積0.0652m2/g,粉末的松裝密度為2.67g/cm3,無流動性,安息角38°。②SLM成型的工藝參數(shù)為:激光功率170W,光斑直徑0.1mm,掃描間距0.1mm,鋪粉厚度0.04mm,掃描速度1.2m/s;成型件致密度達到99.5%;表面粗糙度為上表面(鋪粉方向)22.47μm、側表面(疊加方向)60.13μm。③粉末金相組織為細小的針狀α′馬氏體。SLM成型TC4的微觀組織為細針狀α′馬氏體,退火后組織有所粗化。打印件側面的微觀組織是由貫穿多個熔覆層呈外延生長的β柱狀晶粒組成,正面組織呈網(wǎng)格狀特征,與激光掃描途徑的層間旋轉角度基本吻合。④SLM成型TC4合金主要力學性能為:抗拉強度1202MPa、屈服強度1029MPa、延伸率8.3%、上表面硬度HV402、側表面硬度HV418。SLM成型件的強度和硬度高于傳統(tǒng)鑄鍛TC4合金,但塑性略低;拉伸斷口的微觀形貌主要為韌性+準解理特征。⑤在SBF仿生溶液和Ringer’s生理鹽液中SLM成型TC4合金相比于傳統(tǒng)鑄軋工藝制備的TC4合金有著更好的耐蝕性能;退火后的SLM成型TC4合金相比退火前的腐蝕性能有所下降。⑥SLM成型態(tài)及退火后的TC4合金的溶血率分別為1.434%、1.389%,小于5%,不會引起急性溶血,表現(xiàn)出較為優(yōu)良的血液相容性;兩種狀態(tài)合金的細胞毒性均為0級,對成骨細胞沒有毒性,呈現(xiàn)出良好的細胞相容性。
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：R318.08;TG146.23

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 羅會濤;智偉;魯雄;李金雨;馮波;翁杰;;致密羥基磷灰石球粒的制備及其生物學性能研究[J];無機材料學報;2013年01期

2 李志剛,李世普;牙根種植體生物活性涂層的研制及其生物學性能評價[J];玻璃與搪瓷;1997年06期

3 溫永堂,郭振友,邊棟材,周曉峰,傅振剛,張桂英;聚對二氧環(huán)己酮醫(yī)用可吸收縫合線性能研究──關于生物學性能和臨床性能[J];天津紡織工學院學報;1998年05期

4 ;[J];;年期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 竇宏儀;羅蘭;張順;徐士清;;介入治療水凝膠微球栓塞劑的實驗研究及生物學性能評價[A];中國生物醫(yī)學工程學會第六次會員代表大會暨學術會議論文摘要匯編[C];2004年

2 高燕;張富強;鄭學斌;;不同載體摻雜CeO_2的生物涂層的結構特征和生物學性能[A];第六次全國口腔修復學學術會議論文摘要匯編[C];2009年

3 雷勇;馬麗莉;何佳恒;鄧候富;;新型放射性骨治療劑~(117)m錫—三乙撐四胺六甲撐膦酸(~(117m)Sn-TTHMP)生物學性能的研究[A];第三屆全國核素治療學術交流會議論文摘要匯編[C];2003年

4 劉欣;胡幗穎;顧漢卿;;交聯(lián)透明質酸載體的制備及性能研究[A];天津市生物醫(yī)學工程學會第三十四屆學術年會論文集[C];2014年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 羅巧潔;鈦生物學性能的表面拓撲結構依賴性研究[D];浙江大學;2015年

2 李迎;表面處理工藝對純鈦種植體生物學性能影響的對比研究[D];山東大學;2014年

3 周建良;PEG交聯(lián)云細胞瓣多信號復合材料生物學性能研究[D];華中科技大學;2011年

4 周建良;PEG交聯(lián)去細胞瓣多信號復合材料生物學性能研究[D];華中科技大學;2011年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 溫橈;礦化PCL/SF混紡膜的理化性能及生物學性能研究[D];昆明醫(yī)科大學;2015年

2 蔣軍杰;選區(qū)激光熔化成型醫(yī)用Ti-6Al-4V合金的組織和性能研究[D];重慶大學;2015年

3 趙瑩瓊;氟金云母/磷灰石玻璃陶瓷涂層體外生物學性能研究[D];中南大學;2009年

4 王濤;Tialloy/MWCNTs/nano-HAP復合材料生物學性能研究[D];第四軍醫(yī)大學;2013年

5 李劍;載銀珊瑚羥基磷灰石人工骨生物學性能研究[D];第一軍醫(yī)大學;2006年

6 李曉宏;大孔徑陽極氧化鋁的制備、表面改性及生物學性能研究[D];東華大學;2014年

7 張茜;GG純鈦體瓷材料力學性能及生物學性能的研究[D];第四軍醫(yī)大學;2009年

8 黃麟;復合氧化物納米結構的生物學性能研究[D];上海交通大學;2010年

9 張律;石墨烯增韌羥基磷灰石復合材料力學與生物學性能研究[D];蘇州大學;2014年

10 李賓斌;BMMSCs生物學性能及與脊髓修復材料的生物作用[D];武漢理工大學;2012年

，

本文編號：1146211