收藏本站
《大连交通大学》 2011年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

多孔钛的微观结构与性能研究

李伯琼  
【摘要】:本文系统地研究了多孔钛的制备工艺、微观结构与其力学性能和生物化学相容性之间的关系,初步探讨和分析了孔隙结构对多孔钛的断裂机制和导电性能的影响,以期利用多孔钛独特的孔隙结构、良好的生物相容性和与骨接近的力学性能,应用于种植体等骨科临床领域。 论文首先选取球形聚甲基丙烯酸甲酯作为造孔剂,采用粉末冶金法制备孔隙结构(孔隙度为10—70%,孔隙尺寸500μm,开孔率75%)可控的多孔钛。其孔隙分两种:尺寸为几十微米到几百微米、具有台阶表面、相互连通的宏观大孔隙和尺寸为几到十几微米分布在孔壁上近似球形的微孔。宏观大孔隙的孔隙度、孔隙尺寸及连通程度随着造孔剂体积分数及尺寸的增大而增大;与此同时,大孔隙的各向异性随孔隙尺寸的增大成线性降低。随烧结温度的升高和时间的延长,晶粒尺寸增大,孔隙尺寸和数量减小,微孔隙的形貌逐渐趋于球形。 多孔钛的压缩应力-应变曲线具有线弹性阶段、塑性屈服平台和致密化阶段,而拉伸和弯曲应力-应变曲线只有线弹性特征。在三种状态下,多孔钛均发生脆性解理断裂,其主裂纹受大孔隙的控制,沿与外加载荷方向成45°角扩展。随孔隙度及孔隙尺寸的增大,多孔钛的压缩强度、拉伸强度、弯曲强度和弹性模量均降低。与MOri-Tanaka模型相比,多孔钛的弹性模量、强度与孔隙度的关系更加符合Gibson-Ashby理论计算值;其泊松比v*介于-0.92—-0.37之间,且与孔隙尺寸近似成线性关系。随烧结温度的增大,烧结时间的延长和烧结真空度的提高,多孔钛的弹性模量和强度增大。 多孔钛(孔隙度为10-70%,大孔隙尺寸为100-500μm)在1 M NaOH溶液、0.1MH2SO4溶液和37℃Hank's溶液中的阳极极化曲线均具有活化-钝化特征,而在37℃0.9% NaCl溶液中表现为自钝化特征。随孔隙度的增大和连通大孔隙尺寸的降低,多孔钛的有效表面积增大,致使其腐蚀电流密度增大,但腐蚀电位变化不大(6%)。 多孔钛的电导率随孔隙度的降低(由70%降至10%)和大孔隙尺寸的增大(由150μm增至400)而增大。两者的关系符合麦克斯韦近似理论;而微分有效媒体近似理论仅适用于平均孔径为400μm,孔隙度为40-70%的多孔钛。综合考虑孔隙度、孔隙尺寸和形态等因素对多孔钛导电性能的影响,麦克斯韦近似理论和微分有效媒体近似理论分别修正为σ=σ0(1-ε)/(1+aε+bxε)和σ=σ0(1-ε)(c+dx),式中:σ和σ0分别代表多孔钛及孔壁材料的电导率,ε代表孔隙度,x代表孔隙尺寸,a和b分别为与实验条件和与孔隙形态有关的常数,c和d分别为依赖于系统参数和孔隙形态的临界指数。
【学位授予单位】:大连交通大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TG146.23;TB383.4

知网文化
【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 韩田田;王砚军;杨丽颖;;低孔隙度高温自润滑微孔预制体孔径计算方程的建立及验证[J];机械工程材料;2015年12期
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 李安;放电等离子烧结多孔钛微观组织及力学性能研究[D];西安建筑科技大学;2018年
2 曹玄扬;多孔网格结构的拓扑优化设计及SLM制造[D];北京工业大学;2016年
3 韩田田;微孔贯通型金属陶瓷基体的制备及其二维相场模拟[D];济南大学;2016年
4 尹伟;镁做造孔剂制备多孔钛的基础研究[D];东北大学;2015年
5 廖益龙;多孔钛及合金制备与抗压缩性能的基础研究[D];重庆大学;2015年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 ;Preparation and characterization of porous titanium using space-holder technique[J];Rare Metals;2009年04期
2 王国庆;吴爱萍;邹贵生;赵玥;陈强;任家烈;;Bending Properties and Fracture Behavior of Ti-23Al-17Nb Alloy Laser Beam Welding Joints[J];Tsinghua Science and Technology;2009年03期
3 关振良;谢丛姣;董虎;罗国平;;多孔介质微观孔隙结构三维成像技术[J];地质科技情报;2009年02期
4 刘贵立;;钛的腐蚀与钝化机理电子理论研究[J];物理学报;2008年07期
5 ;Porosity and mechanical properties of porous titanium fabricated by gelcasting[J];Rare Metals;2008年03期
6 薛恩兴;徐华梓;彭磊;;自体骨髓细胞增强多孔钛碳灰石涂层植入物在兔体内的早期骨整合[J];浙江创伤外科;2007年01期
7 李众利;王岩;张国强;肖俊;;新型三维连通多孔钛的制备及特性[J];生物骨科材料与临床研究;2007年01期
8 姜海昌;杜华;谢惠民;戎利建;;扫描云纹干涉法研究多孔NiTi形状记忆合金的微观形变特性[J];金属学报;2006年11期
9 李伯琼;陆兴;王德庆;;制备工艺对多孔钛的微观结构和压缩性能的影响[J];大连铁道学院学报;2006年03期
10 梁芳慧,王克光,周廉;利用预钙化处理提高碱热处理多孔钛的表面生物活性[J];稀有金属材料与工程;2004年10期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 李爱博;李金荷;宋建荣;王化俊;张耀辉;尚勋武;曹世勤;李葆春;;小麦-中间偃麦草抗锈易位系中梁27的鉴定及分析[J];麦类作物学报;2015年11期
2 姚启伦;陈发波;刘红芳;方平;赵彩芳;;西南地区玉米地方品种B染色体多态性分析[J];中国农业科学;2015年14期
3 昝凯;郑青焕;敬樊;陈真真;白宇浩;刘洋;王亮明;刘淑会;王中华;陈新宏;;小麦-大麦矮秆渗入系WB29的分子细胞学鉴定及其矮秆遗传特性分析[J];农业生物技术学报;2015年10期
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 刘洋;2个小麦-滨麦异代换系的分子细胞遗传学鉴定[D];西北农林科技大学;2017年
2 赵建涛;番茄果实主要糖酸成分全基因组关联分析[D];西北农林科技大学;2016年
3 张林亚;河北省2001-2010年小麦叶锈菌群体毒性与EST-SSR遗传多样性分析[D];河北农业大学;2014年
4 张河山;两个不同毒力小麦叶锈菌菌株的转录组分析[D];河北农业大学;2014年
【同被引文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 刘洋;2个小麦-滨麦异代换系的分子细胞遗传学鉴定[D];西北农林科技大学;2017年
【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 史小全;基于增材制造的Ti6Al4V股骨支架孔隙结构设计及性能研究[D];哈尔滨工业大学;2018年
2 王冠军;基于激光选区熔化技术可控多孔结构设计及力学性能研究[D];南京航空航天大学;2018年
3 陈斌星;多孔铜纤维烧结毡微观结构与性能表征研究[D];浙江工业大学;2017年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 昝凯;孙树贵;刘淑会;张军;鲁敏;王秀娟;武军;赵继新;陈新宏;;小麦-大麦大穗大粒渐渗系WB13的分子细胞学鉴定[J];农业生物技术学报;2015年01期
2 苏佳妮;武军;赵继新;王秀娟;张军;贺晓岚;刘淑会;杨群慧;陈新宏;;小麦-华山新麦草易位系24-6的鉴定[J];麦类作物学报;2014年05期
3 王秀娟;赵继新;庞玉辉;孙树贵;张军;鲁敏;王亮明;武军;杨群慧;陈新宏;;小麦-华山新麦草7Ns异附加系的分子细胞遗传学研究[J];麦类作物学报;2014年04期
4 杜丽芬;李明飞;刘录祥;王超杰;刘洋;许喜堂;邹淑芳;谢彦周;王成社;;一个化学诱变的小麦斑点叶突变体的生理和遗传分析[J];作物学报;2014年06期
5 孙树贵;刘淑会;鲁敏;王亮明;杜万里;陈新宏;;小麦-大麦矮秆易位系T2DL·2HS的鉴定[J];西北植物学报;2014年01期
6 李宇欣;张利国;厉永鹏;李集临;张延明;;小麦-黑麦二体代换系间杂交诱导染色体易位的研究[J];中国农学通报;2013年30期
7 嵇常宇;;小麦易位系的创造研究进展[J];现代农业科技;2013年13期
8 崔晓峰;;2008~2013年间植物生物学领域国内外重要研究进展比较[J];植物生理学报;2013年06期
9 蒋彦婕;吴纪中;蔡士宾;朱芳芳;张巧凤;;小麦抗纹枯病种质资源的鉴定与评价[J];麦类作物学报;2013年03期
10 张国华;高明刚;张桂芝;孙金杰;靳雪梅;王春阳;赵岩;李斯深;;黄淮麦区小麦品种(系)产量性状与分子标记的关联分析[J];作物学报;2013年07期
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 翟军;硬粒小麦—粗山羊草人工双二倍体的合成及其农艺性状分析[D];山东农业大学;2012年
2 武玉国;黄淮冬麦区175个小麦品种的SSR多态性及其与株高、产量相关性状的关联分析[D];山东农业大学;2012年
3 万菁婧;冀、豫、鲁三省小麦叶锈菌致病类型鉴定及毒性分析[D];河北农业大学;2010年
4 武延超;2007年我国小麦叶锈菌致病类型鉴定及毒性分析[D];河北农业大学;2009年
5 姚骥;小麦2A染色体农艺性状的关联分析[D];华中农业大学;2009年
6 温晓蕾;2006年我国小麦叶锈菌致病类型鉴定及毒性分析[D];河北农业大学;2008年
7 贾瑞祥;中国小麦条锈菌主要流行小种DNA多态性分析[D];中国农业大学;2005年
8 李俊周;小麦穗部相关性状的遗传与QTL分析[D];河南农业大学;2005年
9 高军;小麦叶锈菌(Puccinia recondita f.sp.tritici)毒性及AFLP分析[D];河北农业大学;2003年
10 刘艳军;棉花黄萎病菌系基于AFLP的遗传分化研究[D];河北农业大学;2003年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张丽华;潘保芝;单刚义;;围压和孔隙结构对不同粒级砂岩孔隙度渗透率的影响实验研究[J];地质与资源;2018年03期
2 朱春笙;煤的孔隙度与煤质的关系[J];煤田地质与勘探;1986年05期
3 易敏,黄瑞瑶,孙良田,王珏;测量储层多孔介质孔隙度及其分布的新方法[J];西南石油学院学报;2004年01期
4 王昕旭;;偏最小二乘回归在孔隙度预测中的应用[J];地球物理学进展;2015年06期
5 刘云;贺振华;汪瑞良;文晓涛;曾驿;;基于地震相分析的孔隙度预测[J];物探化探计算技术;2010年04期
6 张凌;白建峰;;地震资料预测孔隙度的方法与分析[J];科技信息(科学教研);2007年18期
7 季赟;;浅谈地震资料预测孔隙度的方法及分析[J];科协论坛(下半月);2007年04期
8 陈占清;李顺才;茅献彪;黄先伍;;饱和含水石灰岩散体蠕变过程中孔隙度变化规律的试验[J];煤炭学报;2006年01期
9 任勇,何伟,钱立军,孙艾茵,刘蜀知;岩石弹性变形中孔隙度变化公式及其应用[J];大庆石油地质与开发;2005年03期
10 李传亮;孔隙度校正缺乏理论依据[J];新疆石油地质;2003年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 方兵;唐杰;孙成禹;;双孔隙度岩石应力依赖的孔隙变形特性研究[A];中国地球物理2013——第二十三专题论文集[C];2013年
2 崔京钢;;利用激光共聚焦扫描显微镜测定砂岩(视)孔隙度的方法[A];2002低渗透油气储层研讨会论文摘要集[C];2002年
3 张佳佳;李宏兵;姚逢昌;;可变临界孔隙度模型及横波预测[A];中国地球物理2010——中国地球物理学会第二十六届年会、中国地震学会第十三次学术大会论文集[C];2010年
4 谭茂金;张松扬;;全直径岩芯标定测井孔隙度方法及应用[A];中国地球物理2010——中国地球物理学会第二十六届年会、中国地震学会第十三次学术大会论文集[C];2010年
5 李廷安;刘震;;基于成岩作用的砂岩孔隙度演化定量模拟——以鄂尔多斯盆地安塞地区延长组为例[A];2015年全国沉积学大会沉积学与非常规资源论文摘要集[C];2015年
6 冯敬英;罗建群;张革;聂勋碧;;利用岩心、测井、地震资料预测孔隙度[A];1995年中国地球物理学会第十一届学术年会论文集[C];1995年
7 李琪;李生杰;杨锋;;孔隙的压力敏感性分析[A];2016中国地球科学联合学术年会论文集(二十六)——专题50:油藏地球物理[C];2016年
8 张佳佳;李宏兵;姚逢昌;;多孔可变临界孔隙度模型[A];中国地球物理2013——第二十专题论文集[C];2013年
9 张繁昌;曲寿利;康仁华;;用神经网络求取孔隙度[A];1999年中国地球物理学会年刊——中国地球物理学会第十五届年会论文集[C];1999年
10 王飞宇;关晶;冯伟平;包林燕;;过成熟海相页岩的孔隙度和游离气量[A];中国地质学会2013年学术年会论文摘要汇编——S13石油天然气、非常规能源勘探开发理论与技术分会场[C];2013年
中国重要报纸全文数据库 前6条
1 王鑫;孔隙度对固相反应合成的影响[N];经济信息时报;2008年
2 王艳萍;2200℃的科学之花[N];中国建材报;2017年
3 中航工业强度所副总工程师 杨胜春;创新复材力学性能表征与测试研究[N];中国航空报;2016年
4 长江;利用稀土提高镁合金的高温力学性能[N];中国有色金属报;2017年
5 张军;基于数字岩心的孔隙网络建模方法研究 获2006年度国家自然科学基金重大研究计划项目资助[N];科技日报;2007年
6 中国地质调查局油气资源调查中心 陈科;页岩气的储集之地:页岩孔隙[N];中国矿业报;2015年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李伯琼;多孔钛的微观结构与性能研究[D];大连交通大学;2011年
2 贺锡雷;烃类预测的岩石物理基础和地震孔隙度反演[D];成都理工大学;2012年
3 俞昊良;脱硫副产物施用条件下碱化土壤结构演变机制及其定量表征[D];中国农业大学;2015年
4 刘开元;孔隙—裂缝型储层预测方法研究[D];成都理工大学;2014年
5 段扬;增压过程中土体孔隙变形的CT扫描实验研究[D];中国地质大学(北京);2017年
6 郭敏;基于碳骨架的多孔医用金属材料制备与性能表征[D];哈尔滨工程大学;2013年
7 张守伟;东营北带砂砾岩储层岩石物理特征研究[D];中国石油大学;2011年
8 张雁;大庆杏南油田砂岩储层微观孔隙结构特征研究[D];东北石油大学;2011年
9 王敏;基于二维成像测井的裂缝性储层测井评价方法研究[D];中国石油大学;2010年
10 肖南;岩石孔隙结构三维随机重构研究[D];重庆大学;2018年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王凡;数字岩芯数据处理方法研究与电特性计算[D];长安大学;2018年
2 潘珂;含粘土致密砂岩孔隙度应力敏感研究[D];中国石油大学(北京);2017年
3 陈阁;破碎岩体渗流试验研究及其传质分析[D];西安科技大学;2018年
4 贾雨婷;礁滩储层高精度孔隙度反演[D];成都理工大学;2013年
5 杨丽;未固结砂岩孔隙度低频趋势研究[D];中国地质大学(北京);2006年
6 崔晓明;不同孔隙度多孔钛种植体对成骨细胞功能影响的体外研究[D];中南大学;2008年
7 郭慧;森林冠层孔隙度提取方法研究[D];东北林业大学;2016年
8 李娜;辽河西部凹陷双清地区成岩作用数值模拟及孔隙度预测[D];大庆石油学院;2009年
9 叶聪聪;镇北—环县地区长6-长8油气成藏动力研究和有利目标预测[D];长江大学;2013年
10 蔺丽君;孔隙尺度渗流及其与变形耦合的细观数值模拟研究[D];西南石油大学;2012年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026