钽钛复合材料制备及钽生物活性研究
发布时间：2021-02-11 02:11
钛合金拥有较优的力学性能、良好生物相容性,是目前应用最广的金属植入材料。然而,钛合金生物活性较差,在人体内可能发生有毒元素释放。钽是新一代硬组织修复材料,有优于钛的耐腐蚀能力、生物相容性,但价格昂贵。将钽作为涂层制备于钛合金表面,既能利用钽优异特性,又能降低产品成本,是硬组织修复材料领域的一个重要研究方向。本文首次提出了采用热轧的方式在钛合金表面制备钽层。首先利用Gleeble热模拟试验机模拟热轧过程,研究了热模拟温度和退火对钽钛复合材料界面结合、金相组织和硬度的影响规律。研究表明:在950℃和1050℃下模拟热轧,可得到具有致密冶金结合界面钽钛复合材料。界面形成的原子互扩散层,可协调降温过程中钽和钛合金的不一致收缩变形,避免冷却后在界面形成裂纹、孔隙等缺陷。850℃、950℃和1050℃三种温度下得到的复合材料钛合金层组织依次为纤维状双态组织、β转变组织和魏氏组织,均存在加工硬化现象。850℃,40min退火后,双态组织发生再结晶转变为等轴晶,β转变组织和魏氏组织中有更多针状α相析出。850℃、950℃热模拟试样钽层晶粒呈现纤维状。退火后,发生少量再结晶。1050℃热模拟试样的钽层发...
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
临床多孔钽植入器件Fig.1.1PorousTaorthopedicsdevicesforclinicuse
图 1.2 多孔钽微观结构Fig.1.2 Microstructure of porous tantalum materail印法几十年兴起不久的一项新的材料加工制备技术，在有极大的优势。Balla 等[60]采用激光快速成型的方式最高孔隙率可达到 55%，体外细胞 MTT 检测表明，众多骨细胞粘附和增殖的作用。Ruben 等[61]通过选多孔 Ta 植入材料，弹性模量为 1.22GPa，孔隙率高骨进行观察，12 周后，大量骨组织长入多孔钽内部根据病人实际骨缺损情况，可以个性化设计定制多渍烧结结技术制备多孔钽的工艺流程为：将聚乙烯醇、去度和流动性的浆料，将其压入多孔的聚氨酯泡沫中
华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文轧制工艺，是工业化大生产过程中常见的一种制备复合板材的艺简单、安全，适合大规模制备生产等优点。国内外未发现合的研究报道。骆宗安等[70]认为，热轧时基材和覆材能否形是两种材料之间有无金属间化合物形成。金属间化合物一般合界面，变形过程中易引起应力集中，降低界面结合强度。通发现，β 钛和钽可实现无限固溶，室温组织为 α 钛固溶体+β 间化合物相的存在，理论上Ta和Ti可以通过热轧得到高结合力
【参考文献】：
期刊论文
[1]铌夹层对真空轧制复合Ti不锈钢板的显微组织及性能的影响[J]. 骆宗安,王光磊,谢广明,王立朋,赵昆. 中国有色金属学报. 2013(12)
[2]多孔钽材料制备及其骨科植入物临床应用现状[J]. 郭敏,郑玉峰. 中国骨科临床与基础研究杂志. 2013(01)
[3]国外生物医用钛合金的发展现状[J]. 朱康平,祝建雯,曲恒磊. 稀有金属材料与工程. 2012(11)
[4]钽金属的医学应用研究进展[J]. 于晓明,谭丽丽,杨柯. 材料导报. 2012(01)
[5]等离子喷涂钽涂层人工假体生物相容性研究[J]. 李矛,段永宏,尹大宇,朱澍,邵为,朱锦宇,朱庆生. 中国矫形外科杂志. 2011(04)
[6]医用不锈钢的研究与发展[J]. 杨柯,任伊宾. 中国材料进展. 2010(12)
[7]外科植入物用新型医用钛合金材料设计、开发与应用现状及进展[J]. 于振涛,余森,张明华,韩建业,麻西群. 中国材料进展. 2010(12)
[8]激光熔覆钛基生物陶瓷涂层的制备及其界面研究[J]. 郑敏,樊丁,李秀坤,张建斌,刘其斌. 稀有金属材料与工程. 2009(11)
[9]人工关节材料的研究进展与骨科临床应用[J]. 朱金国,夏建龙. 中国组织工程研究与临床康复. 2008(19)
[10]生物微晶玻璃的制备和性能及其应用[J]. 张光磊,高辉,刘海涛,朱文尚. 中国组织工程研究与临床康复. 2008(01)
硕士论文
[1]冷轧及退火对铜铝复合板界面层与性能影响研究[D]. 张衡.河南科技大学 2015
[2]激光熔覆HA生物陶瓷涂层制备及其性能分析[D]. 张冬明.浙江工业大学 2013
[3]多孔钽的制备及其工艺和性能的研究[D]. 节云峰.中南大学 2011
[4]HA生物活性梯度涂层的制备和性能研究[D]. 郑扣松.华中科技大学 2006
本文编号：3028352
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
临床多孔钽植入器件Fig.1.1PorousTaorthopedicsdevicesforclinicuse
图 1.2 多孔钽微观结构Fig.1.2 Microstructure of porous tantalum materail印法几十年兴起不久的一项新的材料加工制备技术，在有极大的优势。Balla 等[60]采用激光快速成型的方式最高孔隙率可达到 55%，体外细胞 MTT 检测表明，众多骨细胞粘附和增殖的作用。Ruben 等[61]通过选多孔 Ta 植入材料，弹性模量为 1.22GPa，孔隙率高骨进行观察，12 周后，大量骨组织长入多孔钽内部根据病人实际骨缺损情况，可以个性化设计定制多渍烧结结技术制备多孔钽的工艺流程为：将聚乙烯醇、去度和流动性的浆料，将其压入多孔的聚氨酯泡沫中
华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文轧制工艺，是工业化大生产过程中常见的一种制备复合板材的艺简单、安全，适合大规模制备生产等优点。国内外未发现合的研究报道。骆宗安等[70]认为，热轧时基材和覆材能否形是两种材料之间有无金属间化合物形成。金属间化合物一般合界面，变形过程中易引起应力集中，降低界面结合强度。通发现，β 钛和钽可实现无限固溶，室温组织为 α 钛固溶体+β 间化合物相的存在，理论上Ta和Ti可以通过热轧得到高结合力
【参考文献】：
期刊论文
[1]铌夹层对真空轧制复合Ti不锈钢板的显微组织及性能的影响[J]. 骆宗安,王光磊,谢广明,王立朋,赵昆. 中国有色金属学报. 2013(12)
[2]多孔钽材料制备及其骨科植入物临床应用现状[J]. 郭敏,郑玉峰. 中国骨科临床与基础研究杂志. 2013(01)
[3]国外生物医用钛合金的发展现状[J]. 朱康平,祝建雯,曲恒磊. 稀有金属材料与工程. 2012(11)
[4]钽金属的医学应用研究进展[J]. 于晓明,谭丽丽,杨柯. 材料导报. 2012(01)
[5]等离子喷涂钽涂层人工假体生物相容性研究[J]. 李矛,段永宏,尹大宇,朱澍,邵为,朱锦宇,朱庆生. 中国矫形外科杂志. 2011(04)
[6]医用不锈钢的研究与发展[J]. 杨柯,任伊宾. 中国材料进展. 2010(12)
[7]外科植入物用新型医用钛合金材料设计、开发与应用现状及进展[J]. 于振涛,余森,张明华,韩建业,麻西群. 中国材料进展. 2010(12)
[8]激光熔覆钛基生物陶瓷涂层的制备及其界面研究[J]. 郑敏,樊丁,李秀坤,张建斌,刘其斌. 稀有金属材料与工程. 2009(11)
[9]人工关节材料的研究进展与骨科临床应用[J]. 朱金国,夏建龙. 中国组织工程研究与临床康复. 2008(19)
[10]生物微晶玻璃的制备和性能及其应用[J]. 张光磊,高辉,刘海涛,朱文尚. 中国组织工程研究与临床康复. 2008(01)
硕士论文
[1]冷轧及退火对铜铝复合板界面层与性能影响研究[D]. 张衡.河南科技大学 2015
[2]激光熔覆HA生物陶瓷涂层制备及其性能分析[D]. 张冬明.浙江工业大学 2013
[3]多孔钽的制备及其工艺和性能的研究[D]. 节云峰.中南大学 2011
[4]HA生物活性梯度涂层的制备和性能研究[D]. 郑扣松.华中科技大学 2006
本文编号：3028352
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