多孔钽制备及其工艺和性能的研究

《多孔钽制备及其工艺和性能的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、．1原创性声明本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：学位论文版权使用授权书本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科

2、学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。作者签名：橼导师签名日期：丛年』月均摘要金属钽具有优良的生物相容性和生物活性，近年来被广泛的予以重视和大量研究。然而，致密的钽材料由于比重大，弹性模量高等缺点，无法直接植入人体中。故设计和制造一类既具有优良的生物相容性和生物活性，又具有较好的力学性能且与人体骨微观结构相似的多孔钽金属材料的研究将成为研究热点。本论文的核心目标足采用有机泡沫浸渍的方法制备多孔钽。首先，应用不同浓度的聚乙烯醇溶液，使用不同孔径的有机泡沫作为模板来得到不同浸渍量的多孔钽坯体，从而获得最佳孔隙率的多

3、孔钽。其次，使用高温高真空对多孔钽坯体进行烧结，通过采用不同的烧结温度、不同进行对比试验，优化多孔钽的力学性能，降低多孔钽中的碳、氧杂质含量。最后，利用流体静力学法测量多孔钽的孔隙度；采用电子万能试验机测试多孔钽的抗压强度、弯曲强度以及弹性模量；通过SEM、立式显微镜对多孔钽的孔隙形貌、微观组织结构及断面进行了分析和观察；采用CS．444型碳硫仪和TC．436型氮氧仪对多孔钽样品的碳、氧含量进行检测。研究结果表明：聚乙烯醇(PVA)的浓度对多孔钽的孔隙率有影响，随着浓度的增加，泡沫的浸渍量先增加后降低，而多孔钽的孔隙率则是先降低后增加；PVA的浓度为6％，浸渍量为44

4、89能够得到最佳孔隙率；泡沫浸渍法制备出多孔钽具有与有机泡沫相似的三维连通孔隙结构。多孔钽随着孔隙率的增加，抗压强度、弯曲强度都在降低，弹性模量也逐渐变小，抵抗变形的能力变差；孔隙率约为60％的多孔钽的抗压强度为77．5MPa、弯曲强度为94．12MPa、弹性模量为2．8GPa，与人体骨小梁的力学性能相一致。随着烧结温度的提高，钽粉粒度的减小，烧结颈直径增大，力学性能随之提高；金属钽的断裂主要是解理断裂，断面呈现出河流花样，塑性变形所吸收的能量很低。碳和氧的含量随着烧结温度的升高和真空度的增加而呈递减趋势；碳、氧杂质元素在金属钽中形成间隙固溶体，使多孔钽的力学性能变差

5、。关键词多孔钽，泡沫浸渍，孔隙度，力学性能，烧结颈硕士学位论文ABSTRACTTantalum，excellentbiocompatibilityandbiologicalactivity,iswidelyattentionandmanystudiesrecently．Nevertheless，compacttantalumhasseveralinherentlimitationssuchas，highdensity，relativelyhighmodulusofelasticity,whichcannotbeimplantedintobodydirectly．The

6、refore，itwillberesearchhotspottodesignandmanufactureporoustantalumthathasexcellentbiocompatibilityandbiologicalactivity,alsohasgoodmechanicalpropertiesandanappearancesimilartocancellousbone．Inthispaper,thecoreobjectiveofstudyWaspreparationporoustantalumbyorganicfoamimpregnation．Firstofa

7、ll，accordingdifferentconcentrationsofPVAandtheorganicfoamwithdifferentporesizeastemplatescanbeobtainedporoustantalumgreenbodywithdifferentimpregnatequantity,thuspreparationtheoptimumporosityofporoustantalum．Secondly,poroustantalumgreenbodyissinteredbyusinghi曲temperatureandhi曲va