高效组合材料设计方法在生物钛合金领域的应用

发布时间：2018-03-01 21:40

  本文关键词： 生物钛合金 组合材料设计方法 扩散节 纳米压痕　出处：《中国有色金属学报》2014年11期 　论文类型：期刊论文

【摘要】：运用一种改进的方法制作多元扩散节Ti-Zr-Nb并在1173 K温度下退火1800 h水淬至室温。结合纳米压痕仪(nano-indentation)与电子探针(EPMA)测定扩散节上每一点的成分、硬度和弹性模量,建立Ti-Zr-Nb体系成分.硬度.弹性模量数据库。结果表明,硬度与弹性模量强烈地依赖于Zr和Nb的成分变化,Ti-41Zr-10Nb具有较小的弹性模量,且硬度较大,有望在此基础上开发新型生物医用钛合金。这种高效的扩散多元节组合材料设计方法可以加快生物医用钛合金的研制、开发与应用的速度。
[Abstract]:A modified method was used to fabricate multicomponent diffusion knots (Ti-Zr-Nb) and annealed at 1173K for 1800h to room temperature. The composition, hardness and elastic modulus of diffusion joints were determined by means of nano-indentations and electron probe microprobe (EPMA). The Ti-Zr-Nb system composition, hardness and elastic modulus database are established. The results show that the hardness and elastic modulus strongly depend on the composition changes of Zr and NB. Ti-41Zr-10Nb has smaller elastic modulus, and the hardness is larger, and the hardness of Ti-41Zr-10Nb is higher than that of Ti-41Zr-10Nb. It is expected that a new type of biomedical titanium alloy will be developed on this basis. This highly effective design method of diffusion multicomponent joint material can accelerate the development, development and application of biomedical titanium alloy.
【作者单位】： 中南大学材料科学与工程学院;中南大学粉末冶金国家重点实验室;
【基金】：国家重点基础研究发展计划资助项目(2014CB644000) 国家自然科学基金资助项目(51371200)
【分类号】：TG146.23;R318.08

【参考文献】

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【共引文献】

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5 史冬梅 ,陈杰;我国生物医用材料市场状况及问题分析[J];新材料产业;2000年09期

6 于振涛;郑玉峰;牛金龙;皇甫强;张亚峰;余森;;Microstructure and wear resistance of Ti-3Zr-2Sn-3Mo-15Nb(TLM) alloy[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2007年S1期

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