论文部分内容阅读
利用粉末烧结法制备的多孔TiNi合金作为一种理想的人体组织修复和替代材料引起国内外科学家的广泛关注。但是粉末烧结法制备的多孔TiNi合金中，除了TiNi相外，通常含有Ti<,2>Ni相和TiNi<,3>并导致合金的性能降低。
为了研究粉末烧结过程中TiNi、Ti<,2>Ni和TiNi<,3>合金相的形成，本实验以Ti粉和Ni粉为主要原料，研究了Ti-33at.％Ni(Ti<,2>Ni相成分)、Ti-50at.％Ni(TiNi相成分)和Ti-75at.％Ni(TiNi<,3>相成分)在真空(10<-3>pa)烧结和热处理后相的变化。本实验还研究了多孔TiNi合金的制备、性能及影响因素。
研究结果表明：成分为Ti-33at.％Ni的混合粉末经900℃真空(10<-3>Pa)烧结后，试样的显微组织中存在Ti<,2>Ni、TiNi和Ti。继续加热，通过扩散TiNi相和Ti可以形成Ti<,2>Ni相。经1000℃真空(10<-3>0Pa)热处理2h+4h+6h可得到纯的Ti<,2>Ni相。经检测Ti<,2>Ni相的显微硬度为662.6HV。
成分Ti-75at.％Ni的混合粉末1000℃真空(10<-3>Pa)烧结后试样的显微组织中有三相：TiNi<,3>相、TiNi相和Ni。经1000℃真空(10<-3>pa)热处理6h后，TiNi<,3>含量增加，TiNi相和Ni减少。经检测TiNi<,3>相的显微硬度为454.2Hv。
多孔Ti-50at.％Ni合金的TiNi相含量随着烧结时间的增加，先增加后减少。1000℃真空(10<-3>pa)烧结2h后，试样中的主要相为富Ti的TiNi相和富Ni的TiNi，并有类似于马氏体的组织出现；热处理6h后针状组织消失富Ti的TiNi相含量降低。真空(10<-3>Pa)烧结温度为1050<-3>，针状组织粗化，并且其含Ti量提高。通过改变添加剂NH<,4>HCO<,3>的粒度，可以调节多孔Ti-50at.％Ni合金的孔隙尺寸。添加过量的Ti可促进TiNi相的形成。
Ti-50at.％Ni试样应力应变曲线结果表明：Ti-50at.％Ni试样的压缩强度可达466.9MPa，弹性模量为3.1GPa，最大应变可达21％，残余应变为13％。