【摘 要】
:
钛及钛合金具有高比强度、良好生物相容性和低弹性模量等优点,广泛应用于医疗领域。其中,Ti35Nb7Zr5Ta合金是最具代表性的β型医用钛合金之一。在Ti35Nb7Zr5Ta合金中加入Si,有利于提升钛合金的强度与生物相容性。因此,本课题以(Ti35Nb7Zr5Ta)100-xSix(x=0,1.4,2.3,wt.%,后续简称TNZT-x Si)雾化预合金粉末为原料,采用粉末热挤压技术成形β型钛合金
【基金项目】
:
国家自然科学基金委员会联合基金项目(重点支持项目):新一代生物医学植入复合材料成形制备与功能化研究(编号U19A2085);
论文部分内容阅读
钛及钛合金具有高比强度、良好生物相容性和低弹性模量等优点,广泛应用于医疗领域。其中,Ti35Nb7Zr5Ta合金是最具代表性的β型医用钛合金之一。在Ti35Nb7Zr5Ta合金中加入Si,有利于提升钛合金的强度与生物相容性。因此,本课题以(Ti35Nb7Zr5Ta)100-xSix(x=0,1.4,2.3,wt.%,后续简称TNZT-x Si)雾化预合金粉末为原料,采用粉末热挤压技术成形β型钛合金。论文对钛合金的粉末热挤压工艺进行了优化,并系统研究了Si含量对TNZT-x Si合金的显微组织、力学性能、耐腐蚀性能和体外磷灰石形成能力的影响规律。不同热挤压温度成形的TNZT-2.3Si合金物相组成相同,均为β-Ti基体相和六方结构的S2相。S2相呈椭圆状均匀分布于β-Ti基体中。随着挤压温度从1050℃上升至1150℃,S2相尺寸、再结晶晶粒尺寸及其体积分数均增大,而合金抗拉强度和断裂应变均表现为先上升后下降的变化趋势。随着挤压比从4.5上升至14.2,S2相逐渐沿着挤压方向发生定向排列。挤压过程中合金基体发生两种类型的动态再结晶:不连续动态再结晶和连续动态再结晶。随着挤压比增大,<110>方向的织构强度先增大后减小,合金屈服强度先上升再下降,而断裂应变的变化趋势则与之相反。在挤压温度为1100℃和挤压比为λ=9.0的参数下成形的TNZT-2.3Si合金具有优良的综合力学性能,抗拉强度,断裂应变和弹性模量分别为980±8 MPa,9.5±0.4%和78.9±1.9 GPa。相比于铸造TNZT-2.3Si合金,该合金抗拉强度的提高超过400 MPa。经过理论计算,晶界强化和第二相强化对屈服强度提升的贡献最大,分别为30.4%和42.8%。随着Si含量从0上升至2.3 wt.%,TNZT-x Si合金S2相含量逐渐增多。S2相可以促进β-Ti合金在热挤压过程中的动态再结晶形核,因而有效提高再结晶晶粒体积分数,显著细化基体晶粒尺寸。随着Si含量从0上升至2.3 wt.%,钛合金抗拉强度和弹性模量都逐渐升高,断裂应变逐渐下降。TNZT-1.4Si合金具有优异的综合力学性能,抗拉强度达到938±6 MPa、断裂应变达到16.7±1.5%和弹性模量为64.7±1.4 GPa。TNZT-x Si合金在模拟体液中的耐腐蚀性能优于Ti6Al4V合金。TNZT-x Si合金的腐蚀形貌中均无明显点蚀坑,而Ti6Al4V合金表面出现部分点蚀坑。随着Si含量0上升至2.3 wt.%,TNZT-x Si合金的耐腐蚀性能逐渐增强。TNZT-2.3Si合金具有最优异的耐腐蚀性能,自腐蚀电位为-0.224 V,自腐蚀电流密度为21.94μA/cm~2。TNZT-x Si合金的耐腐蚀性能优于Ti6Al4V合金的主要原因是合金表面形成的Ti O2、Nb2O5、Zr O2和Ta2O5钝化膜比Ti6Al4V合金表面的Ti O2、Al2O3和V2O5钝化膜更有利于减缓腐蚀。模拟体液浸泡实验结果表明,TNZT-x Si合金的体外磷灰石形成能力均优于Ti6Al4V合金,据此初步预测TNZT-x Si合金有更良好的体内骨生物活性。
其他文献
随着客户对汽车平顺性和舒适性要求的提高,汽车的NVH性能越发重要。混合动力兼顾环保、低能耗,又满足续驶里程的要求,因此成为目前市场上的最佳产品之一。本文基于P2结构混合动力变速器展开研究,考虑到发动机驱动工况背景噪声较大,电机振动噪声无法明显凸现,本文针对某企业正向开发混合动力变速器电驱系统振动展开研究,具体研究内容如下:(1)针对变速器齿轮系统激励、齿轮微观修形理论进行了分析,采用Romax建立
有色冶金、电镀、电器制造和化工等很多行业每年都会产生大量的重金属废水,不仅对生态环境和人类健康造成危害,还容易导致资源浪费。通过相转变调控将铜与废水中共存的其他重金属梯级分离不仅能回收有价金属铜,还能为不同类型重金属废水的处理提供新的思路。在电镀废水和蚀刻废液中,有价金属铜分别与阴离子和阳离子型重金属共存,可通过梯级分离的方法,实现废水净化和铜资源回收。本文针对两种典型废水中Cu2+的分离回收问题
随着我国经济社会的快速发展,工业化和城镇化发展带来的大气环境污染问题引起广泛关注,近年来我国深入开展了大气污染防治攻坚,环境空气质量有所好转,但仍不容乐观,以细颗粒物(PM2.5)、臭氧(O3)污染为特征的区域性、复合性大气污染频发。本文选择云浮市作为研究区域,利用多元统计分析方法对其大气污染物时空分布特征及潜在源区开展了研究。主要研究结论如下:(1)2018-2020年期间,云浮市主要大气污染物
随着疫情对经济形成冲击,我国央行加大货币政策宽松力度,固定收益资产收益率趋平,固收增强策略基金凭借收益稳定、风险可控的优势,逐渐获得投资者青睐。截至2021年末,全市场固收增强策略基金规模突破2万亿元,多个基金公司加快产品布局,竞争走向白热化,同时也对基金公司营销策略提出了更高的要求。本文对固收增强基金的研究,首先是通过查阅国内外文献了解固收增强策略的历史演变和基金类型的发展模式,通过对基金公司营
近年来随着新能源补贴政策落实、和全球绿色出行的趋势,我国新能源汽车成为热门领域,大量传统车企、造车新势力企业、汽车衍生品企业纷纷加入了新能源汽车市场。然而,进入一个如此崭新的领域并且要不断扩大规模,新能源汽车企业面临着来自企业内部以及行业外部的资金风险,既表现在研发投入所需巨大资金的压力而产生的融资风险,又表现在国家补贴退坡、疫情冲击供应链外在风险。处于生命周期不同阶段的企业,基于自身企业因素和面
急性肺损伤(ALI)是一种常见的临床危重病,SP-B作为肺表面活性物质中维持生物物理活性的主要功能蛋白,在维持ALI的生物物理活性中具有不可替代的生理功能。研究表明虫草素对ALI具有保护作用,但其具体机制仍不清楚,尤其是虫草素在ALI过程中对SP-B的影响作用尚无研究。研究目的:本文旨在探究虫草素在脂多糖(LPS)诱导的ALI中对SP-B的影响;并确定虫草素在ALI中对SP-B的作用影响机制,为虫
随着中国经济和证券市场的飞速发展,越来越多人加入到股票投资者的行列中,股吧论坛也成为了股市投资者表达情绪和进行投资参考的重要平台。散户投资者对某只股票看涨或看跌的观点很容易在网络上进行传播,这些观点传递出一种乐观或者悲观的情绪,这种情绪会通过网络传递给其他投资者,最终会导致股票价格的波动。因此,在进行股票价格分析时,将股吧论坛上投资者的态度和观点加以考虑是十分必要的。基于对股吧中投资者的股票评论的
物体分拣任务是制造业行业中的关键步骤,工作强度较大、重复性高,在一些恶劣的环境中还具有一定的危险性。物体分拣任务主要依靠人工分拣完成,人力成本高、准确性低且速度慢,将工业机器人应用于该领域,实现零部件的自动分拣,可以显著地提高工业生产力以及物体分拣的智能化程度。智能化分拣的难点在于场景重建和物体目标识别,基于三维点云的识别与分拣技术因其巨大的应用潜力,逐渐成为解决机器人分拣问题的有效方法,也是目前
在番茄串产业链中,采收环节劳动强度大、季节性强、人工成本高,随着近年来番茄串种植面积的扩大以及传统劳动力的减少,应用农业机器人代替劳动者的智能采收作业已成为未来的发展方向。采收机器人的运动规划是番茄串智能采收作业的核心环节之一,也是实现高效、无损、适时采收的重要保证,研究番茄串收机器人的运动规划方法具有重要的理论意义与应用价值。本文以番茄串的采收为研究对象,分析番茄串采摘、回收的采收全过程,研究了
中小学一贯制教育是根据国家义务教育法有关实施九年义务教育规定,及近年来推行十二年义务教育改革所组建起来的贯穿小学、初中乃至高中的一贯制学校,体现了教育一体化和规模集聚效应。近年来,一方面随着城市用地日趋紧张,中小学建设用地的供给受到了巨大影响,另一方面,“单独二孩”、“全面二孩”到“全面三孩”等新生育政策的提出,未来学位需求将持续呈爆发式增长。在当下经济条件改善,教育理念转变的背景下,人民对中小学