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《华南理工大学》 2011年
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生物医用多孔Ti-Nb基记忆合金的结构调控及孔隙的耦合作用

赖铭  
【摘要】:多孔Ti-22Nb-6Zr记忆合金由无害元素组成,因此能从根本上解决多孔TiNi记忆合金中镍离子过量溶出的问题。而且,它还能保持良好的力学性能和较大的超弹性,是目前硬组织植入材料中最具吸引力的医用金属材料之一。本文通过对多孔Ti-22Nb-6Zr合金进行孔隙结构调控,采用XRD、金相、SEM等分析方法表征其微观组织结构,并系统地研究了孔隙特征对其力学性能、超弹性和耐腐蚀性能的影响规律,分析了孔隙的耦合作用机理。 研究结果表明,通过改变造孔剂的添加量、尺寸和形状,能够成功地对多孔Ti-22Nb-6Zr合金进行孔隙结构调控。所制得的多孔合金在室温下均为单一的纯β相,且成分均匀。研究发现,在相同孔隙形状和孔隙尺寸下,多孔Ti-22Nb-6Zr合金的弹性模量、屈 服强度、压缩强度和可恢复应变随孔隙总表面积增加而线性递增。并且得出:孔隙率为38.5%~49.7%的合金,其弹性模量为7.65~11.74GPa,压缩强度为193.15~374.45MPa,可恢复应变大于2.50%,是较为理想的骨组织替代材料;在相同孔隙率条件下,孔隙形状趋于圆形、孔隙尺寸变大(如300~355μm)不但有利于降低弹性模量,还能提高压缩强度和超弹性。 研究还发现,多孔Ti-22Nb-6Zr合金的耐腐蚀性能受开孔比表面积和孔隙形状两个因素的影响,且孔隙形状的影响要明显大于开孔比表面积。不同孔隙率的多孔合金因开孔部分的比表面积不同而具有不同的耐腐蚀性,当开孔比表面积大于1.8m2/g,其耐腐蚀性能变化趋于平缓;在相同的孔隙率的情况下,较低的孔隙连通率有助于提高多孔样品的耐腐蚀性;当孔隙率保持一定时,通过增大孔隙尺寸(如300~355μm)和孔洞变圆可明显地提高多孔Ti-22Nb-6Zr合金的耐蚀性。
【学位授予单位】:华南理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TG139.6

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【引证文献】
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【同被引文献】
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