Ti、Zr基生物医用金属材料的微观结构与性能的研究
发布时间：2021-08-07 07:49
生物医用材料是指以医疗为目的,用于诊断、治疗、修复或替换人体组织器官或增进其功能的材料。在所有生物医用材料中,金属材料应用最早,而且在目前临床中的应用也仍最为广泛。其中,钛及其合金由于具有较好的力学性能、生物相容性以及优良的加工性能在外科移植手术中得到了广泛的应用。近年来,开发和研制生物相容性更好、弹性模量更低的新型β-钛合金成为研究的热点。其中,研究β-钛合金中各种显微结构的相变特征,对改善合金的性能及开发新型β-钛合金具有十分重要的指导意义。首先,本文利用d-电子合金理论,结合钛合金β稳定系数Kβ,设计制备了生物医用β型Ti-25.6Nb-19.4Ta（wt%）合金,并对该合金及其它不同成分的合金进行了力学性能测试对比。实验结果表明,Ti-25.6Nb-19.4Ta合金具有较低的弹性模量,经过时效处理后,其硬度、抗压强度、塑性等发生明显变化,具有较好的时效响应。同时,利用X射线衍射、透射电子显微镜研究了时效处理对Ti-25.6Nb-19.4Ta合金微观结构的影响,揭示了合金在400℃不同时间时效处理后析出行为的变化与力学性能之间的关系。其次,本文利用电子显微学方法对具有良好的生物相...
【文章来源】：北京工业大学北京市 211工程院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
a-Ti的晶胞结构
第1章 绪 论i-35Nb-7Zr-5Ta合金(模量为55GPa)[14]；日本开发的Ti-29Nb-(模量为60GPa)[15]等。.3生物医用 β 钛合金基体中的析出相1.1.3.1钛结构简介钛具有同素异构转变，在882.50C以下为具有密排六方晶体常数c、a分别为0.468nm和0.295nm。在882.50C以上为具的 β-Ti，其晶格常数 a 为 0.331nm。密排六方 α-Ti 的晶胞结内有两个原子，分别位于坐标位置的(0、0、0)和(2/3、1/3、方式为ABAB…，密排面为(0001),密排方向为[11-20]、[-21方 β-Ti 的晶胞结构如图 1-2 所示，晶胞内两个原子分别位于0)和(1/2、1/2、1/2)处，其密排面为(100)和(110)，原子堆垛方方向为[111][16]。
e满足Burgers取向关系的 α 相与 β 相晶体对应关系如图1-3所示。由Burgers位相关系可以计算并模拟出 β 基体上 α 相的衍射特征[16]，有关内容将在第4章中详细讨论。α 相一般呈长条状。图1-4为Ti–34Nb–9Zr–8Ta(wt%)合金在时效过程中析出的 α 相形貌像与衍射花样[19]。在衍射花样中，较亮的一套衍射斑点为 β相的，较暗的射斑点为 α 相的。图1-4 Ti–34Nb–9Zr–8Ta(wt%)合金在时效过程中析出的 α 相形貌像与衍射花样Fig.1-4 TEM micrograph and corresponding electron diffraction patterns ofαphase for the agedTi–34Nb–9Zr–8Ta(wt%) alloy(2) ω 相
【参考文献】：
期刊论文
[1]第三代生物医学材料与再生医学 国内外市场需求的变化与发展[J]. 孙雪,奚廷斐. 中国临床康复. 2005(26)
[2]生物医用钛及其合金材料的开发应用进展、市场状况及问题分析[J]. 何宝明,王玉林,戴正宏. 钛工业进展. 2003(Z1)
[3]钛及钛合金人工关节植入材料[J]. 冯颖芳. 稀有金属快报. 2002(06)
[4]医用钛合金的发展及研究现状[J]. 宁聪琴,周玉. 材料科学与工艺. 2002(01)
[5]生物材料研究现状──评第六届世界生物材料会议[J]. 李佐臣. 钛工业进展. 2000(05)
[6]生物医学钛合金的研究现状及发展趋势[J]. 于思荣. 材料科学与工程. 2000(02)
[7]应用d电子合金设计理论优化GH907合金组织及持久性能[J]. 刘瑛,邓波,陈淦生,仲增墉. 材料工程. 1997(07)
[8]精密铸钛技术在义齿类铸件上的应用[J]. 汪大林,罗远伦,戴玮霞,彭玉田. 铸造. 1997(04)
[9]钛合金相变的电子显微镜研究（Ⅴ）——亚稳β相时效分解中的两类α相沉淀[J]. 张廷杰. 稀有金属材料与工程. 1989(06)
[10]钛合金相变的电子显微镜研究（Ⅳ）——钛合金中的ω相变[J]. 张廷杰. 稀有金属材料与工程. 1989(05)
本文编号：3327388
【文章来源】：北京工业大学北京市 211工程院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
a-Ti的晶胞结构
第1章 绪 论i-35Nb-7Zr-5Ta合金(模量为55GPa)[14]；日本开发的Ti-29Nb-(模量为60GPa)[15]等。.3生物医用 β 钛合金基体中的析出相1.1.3.1钛结构简介钛具有同素异构转变，在882.50C以下为具有密排六方晶体常数c、a分别为0.468nm和0.295nm。在882.50C以上为具的 β-Ti，其晶格常数 a 为 0.331nm。密排六方 α-Ti 的晶胞结内有两个原子，分别位于坐标位置的(0、0、0)和(2/3、1/3、方式为ABAB…，密排面为(0001),密排方向为[11-20]、[-21方 β-Ti 的晶胞结构如图 1-2 所示，晶胞内两个原子分别位于0)和(1/2、1/2、1/2)处，其密排面为(100)和(110)，原子堆垛方方向为[111][16]。
e满足Burgers取向关系的 α 相与 β 相晶体对应关系如图1-3所示。由Burgers位相关系可以计算并模拟出 β 基体上 α 相的衍射特征[16]，有关内容将在第4章中详细讨论。α 相一般呈长条状。图1-4为Ti–34Nb–9Zr–8Ta(wt%)合金在时效过程中析出的 α 相形貌像与衍射花样[19]。在衍射花样中，较亮的一套衍射斑点为 β相的，较暗的射斑点为 α 相的。图1-4 Ti–34Nb–9Zr–8Ta(wt%)合金在时效过程中析出的 α 相形貌像与衍射花样Fig.1-4 TEM micrograph and corresponding electron diffraction patterns ofαphase for the agedTi–34Nb–9Zr–8Ta(wt%) alloy(2) ω 相
【参考文献】：
期刊论文
[1]第三代生物医学材料与再生医学 国内外市场需求的变化与发展[J]. 孙雪,奚廷斐. 中国临床康复. 2005(26)
[2]生物医用钛及其合金材料的开发应用进展、市场状况及问题分析[J]. 何宝明,王玉林,戴正宏. 钛工业进展. 2003(Z1)
[3]钛及钛合金人工关节植入材料[J]. 冯颖芳. 稀有金属快报. 2002(06)
[4]医用钛合金的发展及研究现状[J]. 宁聪琴,周玉. 材料科学与工艺. 2002(01)
[5]生物材料研究现状──评第六届世界生物材料会议[J]. 李佐臣. 钛工业进展. 2000(05)
[6]生物医学钛合金的研究现状及发展趋势[J]. 于思荣. 材料科学与工程. 2000(02)
[7]应用d电子合金设计理论优化GH907合金组织及持久性能[J]. 刘瑛,邓波,陈淦生,仲增墉. 材料工程. 1997(07)
[8]精密铸钛技术在义齿类铸件上的应用[J]. 汪大林,罗远伦,戴玮霞,彭玉田. 铸造. 1997(04)
[9]钛合金相变的电子显微镜研究（Ⅴ）——亚稳β相时效分解中的两类α相沉淀[J]. 张廷杰. 稀有金属材料与工程. 1989(06)
[10]钛合金相变的电子显微镜研究（Ⅳ）——钛合金中的ω相变[J]. 张廷杰. 稀有金属材料与工程. 1989(05)
本文编号：3327388
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