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羟基磷灰石因生物学性能优异被认为是最有前途的骨替代材料,但待解决的难题是：脆性大、韧性低、使用可靠性和抗破坏能力差,限制了它单独在人体负重部位的使用。纳米陶瓷技术被认为是解决陶瓷脆性的战略途径。本论文提出以纳米尺寸的羟基磷灰石(Hydroxyapatite, HAP)为原料,以微米光斑的激光为能量,以选择性烧结为工艺途径,利用激光快速加热与冷却的特点抑制晶粒长大,制备具有复杂外形和贯穿孔隙的纳米HAP人工骨的方法。论文的研究工作与创新点主要有：1.基于NURBS理论,实现了选择性激光烧结(selective laser sintering, SLS)系统的任意复杂空间曲线运动。根据植入部位的外形与孔隙要求,由Rhino软件进行NURBS曲线建模并反算得到所有控制点、节点及权因子数据,利用运动控制卡实现人工骨的选择性烧结。2.研究了激光功率和扫描速度对纳米HAP人工骨微结构的影响。发现随着激光功率的增大(5-10W)与扫描速度的降低(300-50mm/min),烧结件致密度迅速提高,HAP晶粒由长针状逐渐趋于球形,生长择优取向减弱,但仍保持在纳米尺度。3.查明了预热温度对纳米HAP人工骨烧结性能的影响。预热措施能有效改善烧结过程中产生的层内及层间热应力,从而减少表面裂纹,改善烧结质量；同时随着预热温度的升高(0-600℃),粉末颗粒之间由于热传导增强,进一步抑制了晶粒长大。4.揭示了纳米HAP人工骨机械性能的演变规律及形成机理。在成型范围内：能量密度较低时(1.6-3.4J/mm2),致密化过程中晶界扩散和体积扩散机制占主导地位,人工骨机械性能不断提高；能量密度过高时(>3.4J/mm2),因晶界迁移过程使得晶粒急剧长大并超过纳米尺度,人工骨机械性能反而降低。