高强度低弹性模量多孔钛基金属玻璃生物医用材料的制备

发布时间：2022-04-19 18:32

　　金属玻璃具有超高的强度、较低的杨氏模量、优异的耐磨性、高的硬度和优异的耐腐蚀性等优异的性能,因而在生物医用、军事、体育器械等领域有着广泛的应用前景。Ti₄₅Zr₁₀Cu₃₁Pd₁₀Sn₄金属玻璃合金体系不含Be、Ni等生物有毒有害元素,除了拥有优异的力学性能之外,还具有良好的细胞安全性和生物相容性,因此是一种优秀的长期植入型生物医用材料。但由于其高于人骨的弹性模量,会引发“应力屏蔽”效应造成植入手术的失败,从而限制了其应用。本课题采用放电等离子体烧结技术制备多孔Ti₄₅Zr₁₀Cu₃₁Pd₁₀Sn₄块体金属玻璃,研究了烧结参数对多孔材料的物相组成、热稳定性、孔隙率、微观结构、力学性能和耐腐蚀性能的影响规律。通过优化烧结参数制备出了力学性能和人体骨骼相匹配的多孔钛基金属玻璃生物医用材料,取得的主要成果如下:加载压强不改变材料的物相结构和热稳定性,但随着加载压强的增大,金属... 

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 生物医用金属材料的发展与现状
    1.3 钛基金属玻璃的研究现状
    1.4 多孔材料的制备方法
    1.5 放电等离子烧结技术的研究现状
    1.6 论文工作的意义和主要研究内容
        1.6.1 论文工作的研究意义
        1.6.2 主要研究内容及创新点
第2章 实验方法
    2.1 实验原料及仪器
        2.1.1 实验基本路线
        2.1.2 实验原料与设备
    2.2 钛基金属玻璃粉末的制备与表征
    2.3 多孔钛基金属玻璃的制备
    2.4 多孔试样的表征
        2.4.1 孔隙率的计算
        2.4.2 XRD物相表征
        2.4.3 热稳定性表征
        2.4.4 微观形貌观察
        2.4.5 力学性能的表征
        2.4.6 耐腐蚀性能的表征
第3章 多孔材料的制备及加载压强的影响研究
    3.1 引言
    3.2 材料的选择
    3.3 金属玻璃粉末的表征
        3.3.1 粒径的分析
        3.3.2 物相结构与热稳定性分析
        3.3.3 SEM微观形貌观察
    3.4 多孔试样的制备
    3.5 加载压强的影响研究
        3.5.1 对物相结构和热稳定性的影响
        3.5.2 对孔隙参数的影响
        3.5.3 对微观形貌的影响
        3.5.4 对力学性能的影响
        3.5.5 对耐腐蚀性能的影响
    3.6 本章小结
第4章 与温度相关的烧结参数的影响研究
    4.1 引言
    4.2 烧结温度的影响研究
        4.2.1 对物相结构和热稳定性的影响
        4.2.2 对孔隙参数的影响
        4.2.3 对微观形貌的影响
        4.2.4 对力学性能的影响
        4.2.5 对耐腐蚀性能的影响
    4.3 升温速度的影响研究
        4.3.1 对物相结构和热稳定性的影响
        4.3.2 对孔隙参数的影响
        4.3.3 对微观形貌的影响
        4.3.4 对力学性能的影响
    4.4 保温时间的影响研究
        4.4.1 对物相结构和热稳定性的影响
        4.4.2 对孔隙参数的影响
        4.4.3 对微观形貌的影响
        4.4.4 对力学性能的影响
    4.5 多孔材料密度测试讨论
    4.6 孔隙率对力学性能的影响研究
    4.7 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]金属玻璃的性质、制备及其在手表行业中的应用[J]. 邬治平,傅伟猛,钟飞,杨丽.  科技与创新. 2018(23)
[2]Glass formation and properties of Ti-based bulk metallic glasses as potential biomaterials with Nb additions[J]. Hui-Ming Yan,Ying Liu,Shu-Jie Pang,Tao Zhang.  Rare Metals. 2018(10)
[3]生物医用材料产业现状及发展对策研究[J]. 马晓璇,杨晓丽.  新材料产业. 2018(02)
[4]金属玻璃的性质、制备和应用[J]. 鲁文豪.  建材世界. 2017(05)
[5]处在变革中的医用金属材料[J]. 郑玉峰,吴远浩.  金属学报. 2017(03)
[6]Enhanced Mechanical Properties, Corrosion Behavior and Bioactivity of Ti-based Bulk Metallic Glasses with Minor Addition Elements[J]. Feng-Xiang Qin,Yang Zhou,Chuan Ji,Zhen-Hua Dan,Guo-Qiang Xie,Sen Yang.  Acta Metallurgica Sinica（English Letters）. 2016(11)
[7]金属玻璃的功能性应用及相关基础研究[J]. 王军强.  中国材料进展. 2014(05)
[8]非晶态物质的本质和特性[J]. 汪卫华.  物理学进展. 2013(05)
[9]放电等离子烧结技术[J]. 白玲,葛昌纯,沈卫平.  粉末冶金技术. 2007(03)
[10]放电等离子烧结技术[J]. 王秀芬,周曦亚.  中国陶瓷. 2006(07)

博士论文
[1]高性能医用超细晶钛合金的成分设计、形成机理及其组织性能研究[D]. 李玉华.华南理工大学 2016
[2]医用多孔钛基金属材料制备及性能研究[D]. 侯乐干.哈尔滨工程大学 2013
[3]医用超细晶TiNbZrTaFe复合材料的粉末冶金制备及其性能研究[D]. 邹黎明.华南理工大学 2013
[4]钛丝烧结制备医用多孔钛及其表面Si-HA生物活化[D]. 邹鹑鸣.哈尔滨工业大学 2008

硕士论文
[1]新型医用梯度多孔Ti-Mo-Ta-Nb-Zr合金制备与组织性能研究[D]. 张帅.贵州大学 2016



本文编号：3646416