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钛及钛合金以其优良的力学性能、耐腐蚀性和生物相容性,成为目前生物医用植入材料的首要选择。近年来近p型医用钛合金以其更为优异的性能得到了研究人员的广泛关注,其中Ti-35Nb-7Zr-5Ta合金的弹性模量与人骨最为接近,成为这类合金的典型代表。目前制备Ti-35Nb-7Zr-5Ta合金一般采用真空熔炼法,但是由于Nb、Ta这两种元素的熔点高、密度大、塑性差、不易加工,会造成制备过程复杂化和生产成本增加。放电等离子烧结是一种新型特种粉末烧结成形技术,它具备烧结温度低、升降温速率快、烧结时间短、致密度高、制备过程洁净等优点。采用SPS烧结技术可以制得组织成分更加均匀细小、致密度很高的Ti-35Nb-7Zr-5Ta合金,这对提高合金的综合性能是非常有益的。本文采用SPS烧结技术制备Ti-35Nb-7Zr-5Ta合金,研究了烧结温度以及粉末粒度对合金的致密度、微观结构与显微组织、力学性能(压缩强度、压缩弹性模量)及断口形貌的影响;还研究了Nb、Ta、Zr三种元素的加入对合金的微观结构与压缩弹性模量的影响。通过实验得出以下结论:随着烧结温度的升高,合金的致密度也逐渐升高。在同一烧结温度下,细粉Ti-35Nb-7Zr-5Ta合金的致密度高于粗粉合金。从而得出,升高烧结温度、降低粉末粒度有助于合金致密度的升高,使其更接近合金的理论密度。Ti-35Nb-7Zr-5Ta合金主要由β-Ti相组成,其中残留少量的a-Ti相,且随着烧结温度的升高合金中的少量a-Ti相逐渐向β-Ti相转变。在同一烧结温度下,细粉Ti-35Nb-7Zr-5Ta合金中的β-Ti相的含量高于粗粉合金。从而得出,升高烧结温度、降低粉末粒度均有助于合金得到更多的β-Ti相,使合金更接近其理论相组成。Ti-35Nb-7Zr-5Ta合金的微观结构主要由p-Ti相和部分Ti-Nb-Ta-Zr固溶体形成的大块组织混合物组成,其中镶嵌着一些光亮未熔化的Nb、Ta金属颗粒,两者之间存在少量针状的a-Ti相。随着烧结温度的升高,合金中的大块组织尺寸逐渐增大,Nb、Ta金属颗粒部分熔化固溶进烧结基体中,从而尺寸减小。在同一烧结温度下,细粉Ti-35Nb-7Zr-5Ta合金中的大块组织尺寸大于粗粉合金,且Nb、Ta未熔金属颗粒粒度小于粗粉合金。从而得出,升高烧结温度、降低粉末粒度均有助于合金得到更加细小均匀的组织,提高合金的性能。Ti-35Nb-7Zr-5Ta合金均具备较高的抗压强度,且随着烧结温度的升高,合金的抗压强度也逐渐升高。在同一烧结温度下,细粉合金的抗压强度值低于粗粉合金,说明粉末粒度的降低有助于提高合金的塑性。对合金的压缩断口形貌进行观察分析,得出合金的断裂方式为脆性断裂,断裂面为解理断裂面,也有一些韧窝,断裂面中存在一些微裂纹。随着粉末粒度的降低,合金断裂面的微裂纹数目减少且尺寸变小。Ti-35Nb-7Zr-5Ta合金的弹性模量值与熔炼法制备的Ti-35Nb-7Zr-5Ta合金的弹性模量相差不大,显示了其良好的力学相容性。而随着烧结温度的升高,合金的压缩弹性模量变化不大,说明烧结温度变化对其影响较小。在同一烧结温度下,细粉Ti-35Nb-7Zr-5Ta合金的弹性模量比粗粉合金的弹性模量小,说明粉末粒度的降低有助于降低合金的弹性模量。Nb、Ta、Zr这三种元素的加入有助于p-Ti相的形成,从而有助于降低合金的弹性模量。