本文關(guān)鍵詞：生物醫(yī)學(xué)純鈦ECAP的力學(xué)性能及表面活性研究

  更多相關(guān)文章： 等通道徑角擠壓 純鈦 生物醫(yī)用材料 抗拉強(qiáng)度 疲勞強(qiáng)度 表面活性

【摘要】：純鈦?zhàn)鳛獒t(yī)用植入材料，強(qiáng)度較低，疲勞強(qiáng)度不高，抑制了它作為醫(yī)用植入領(lǐng)域的應(yīng)用。通過一種劇烈塑性變形方法來提高純鈦的綜合力學(xué)性能，對于純鈦在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用具有重要的意義。 本文采用自行設(shè)計(jì)的模具和加熱保溫裝置成功對TA1進(jìn)行了二道次等通道徑角擠壓試驗(yàn)。研究擠壓變形后的微觀組織對力學(xué)性能、抗疲勞性能和表面活性的影響。 分別對粗晶純，一、二道次等通道徑角擠壓純鈦試樣進(jìn)行微觀組織觀察、硬度測試、拉伸試驗(yàn)、疲勞試驗(yàn)和模擬體液表面活性試驗(yàn)。其中金相微觀組織觀察在光學(xué)顯微鏡下進(jìn)行，硬度在硬度測試儀上測得；拉抻試樣和疲勞試樣分別沿?cái)D壓方向截取，其中拉伸試驗(yàn)在微電子控制萬能實(shí)驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行，疲勞試驗(yàn)采用正弦波對稱循環(huán)應(yīng)力（即應(yīng)力比R＝1）在低頻液壓伺服動靜萬能試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行，頻率為25Hz；模擬體液表面活性試驗(yàn)分別采用林格模擬人體溶液和0.9%的生理鹽水作為介質(zhì)溶液。 結(jié)果表明：工業(yè)純鈦經(jīng)過二道次等通道徑角擠壓變形后，晶粒組織明顯細(xì)化，由開始的等軸晶，發(fā)展成細(xì)晶組織，且隨著道次的增加，板條間距愈細(xì)小；二道次等通道徑角擠壓變形后TA1的抗拉強(qiáng)度達(dá)到1240MPa，較粗晶純鈦提高了約28.4%；同時(shí)，硬度達(dá)到了Hv319，，塑性依然能夠保持在較高的水平，伸長率為16.7%，較粗晶組織略為降低；疲勞強(qiáng)度由原始粗晶的220MPa提高為280MPa，提高了約27.3%；表面活性也得到一定程度的提高。由此得出結(jié)論：經(jīng)過二道次等通道徑角擠壓變形后，純鈦的硬度、抗拉強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度以及表面活性顯著改善。等通道徑角擠壓方法是提高純鈦綜合性能的有效方法。
【關(guān)鍵詞】：等通道徑角擠壓 純鈦 生物醫(yī)用材料 抗拉強(qiáng)度 疲勞強(qiáng)度 表面活性
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TG146.23;R318.08
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-11
• 注釋表11-12
• 第一章 緒論12-30
• 1.1 引言12-13
• 1.2 等徑角擠壓（ECAP）法13-20
• 1.2.1 ECAP 工藝原理13-14
• 1.2.2 模具角度14-15
• 1.2.3 擠壓道次15-16
• 1.2.4 擠壓路徑16-17
• 1.2.5 擠壓溫度17
• 1.2.6 擠壓速度17-18
• 1.2.7 摩擦系數(shù)18-19
• 1.2.8 背壓的影響19-20
• 1.3 純鈦 ECAP 研究背景20-26
• 1.3.1 ECAP 純鈦的微觀組織20-22
• 1.3.2 ECAP 純鈦的力學(xué)性能22-23
• 1.3.3 ECAP 純鈦的疲勞特性23-25
• 1.3.4 ECAP 純鈦的耐腐蝕性能25
• 1.3.5 ECAP 純鈦的表面活性25-26
• 1.4 ECAP 純鈦的應(yīng)用26-28
• 1.5 ECAP 變形研究還存在的問題28
• 1.6 本課題主要研究內(nèi)容和意義28-30
• 第二章 純鈦 ECAP 模具及回形加熱爐的設(shè)計(jì)與制造30-38
• 2.1 模具材料的選用30-32
• 2.2 凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)32-33
• 2.3 凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)33-34
• 2.4 其它零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)34-36
• 2.4.1 上、下墊板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)34
• 2.4.2 上墊塊和凸模板的設(shè)計(jì)34-36
• 2.5 口型加熱保溫爐的設(shè)計(jì)與制造36-37
• 2.6 模具的裝配37
• 2.7 本章小結(jié)37-38
• 第三章 實(shí)驗(yàn)方法38-45
• 3.1 實(shí)驗(yàn)材料38
• 3.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及試劑38-42
• 3.3 ECAP 工藝試驗(yàn)過程42
• 3.4 顯微硬度測試42-43
• 3.5 微觀組織觀察試驗(yàn)43
• 3.6 拉伸試驗(yàn)43
• 3.7 抗疲勞性能測試試驗(yàn)43-44
• 3.8 表面活性試驗(yàn)44
• 3.9 本章小結(jié)44-45
• 第四章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析45-61
• 4.1 微觀組織特征45-46
• 4.2 微觀組織硬度分析46-48
• 4.3 ECAP 純鈦的力學(xué)性能分析48-49
• 4.4 ECAP 純鈦的疲勞性能分析49-54
• 4.4.1 疲勞的概念49-52
• 4.4.1.1 疲勞失效的定義、過程及疲勞斷口分析49-50
• 4.4.1.2 疲勞失效與靜強(qiáng)度失效的區(qū)別50-51
• 4.4.1.3 疲勞失效影響因素分析51-52
• 4.4.2 疲勞試驗(yàn)52-54
• 4.5 ECAP 純鈦的表面活性分析54-60
• 4.5.1 體外浸泡實(shí)驗(yàn)55
• 4.5.2 失重分析55-56
• 4.5.3 浸泡后表面形貌分析56-60
• 4.6 本章小結(jié)60-61
• 第五章 總結(jié)和展望61-63
• 5.1 結(jié)論61-62
• 5.2 展望62-63
• 參考文獻(xiàn)63-67
• 致謝67-68
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及專利68

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 鄧竹君;周清;陳明和;陳文杰;;應(yīng)用于醫(yī)學(xué)的ECAP處理Ti及Ti合金的研究現(xiàn)狀[J];材料導(dǎo)報(bào);2011年03期

2 寧聰琴,周玉;醫(yī)用鈦合金的發(fā)展及研究現(xiàn)狀[J];材料科學(xué)與工藝;2002年01期

3 劉彬;劉延斌;楊鑫;劉詠;;TITANIUM 2008:國際鈦工業(yè)、制備技術(shù)與應(yīng)用的發(fā)展現(xiàn)狀[J];粉末冶金材料科學(xué)與工程;2009年02期

4 石鳳健;江理建;王亮;王瑩;王偉;劉智安;;背壓對等徑角擠壓坯料變形的影響[J];江蘇科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2009年05期

5 劉芝;;金屬奇葩——鈦與鈦合金[J];科技潮;1996年09期

6 庾晉,周潔;金屬鈦的性能、發(fā)展與應(yīng)用[J];南方金屬;2004年01期

7 于振濤;;新型生物醫(yī)用鈦合金研制成功[J];稀有金屬快報(bào);2006年01期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 康鋒;背壓對鎂合金等徑角變形的作用[D];南京理工大學(xué);2010年

本文編號：933062