欢迎来到天天文库
浏览记录
ID:32462289
大小:6.86 MB
页数:108页
时间:2019-02-06
《tizrsi系非晶合金的制备及其性能研究》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、河北工业大学博士学位论文Ti-Zr-Si非晶合金的制备及其性能研究摘要本文根据Ti-Si二元合金相图和3d电子理论,设计并制备了可用于生物医学领域的、不含有毒元素的Ti-Zr-Si系非晶合金T17、TF14、TFM23和TFMN31。通过X射线衍射仪和透射电镜研究了Ti-Zr-Si系非晶合金的组织和形貌。利用Inoue经验理论和非晶钛合金的特征温度研究了合金的玻璃形成能力。此外,分别通过模拟体液法检测了材料的生物活性,运用电化学法测试了材料在不同介质中的耐蚀性,通过常温下合金的拉伸实验检测了合金的弹性模量
2、和抗拉强度。四种非晶合金的X-射线衍射谱表明,合金元素含量变化为14%~31%的Ti-Zr-Si系非晶合金具有较好的玻璃形成能力,其基体组织均为非晶态结构。Inoue经验理论和各合金的特征温度表明,四种非晶合金的玻璃形成能力由强到弱依次为TFM23>T17>TF14>TFMN31。首先,按各组元之间的混合焓的负值大小将四种合金排序如下:TFM23>T17>TF14>TFMN31。其次,各合金的过冷液相区(△Tx)、约化温度Trg和γ判据由大到小依次为TFM23>T17>TF14>TFMN31,此结果与通过
3、Inoue经验理论得到的结论相吻合。模拟体液法实验发现:在模拟体液中培养15天后,四种非晶合金表面均可以看到致密的网状涂层,这种多孔的球形网状结构可以促进骨细胞的粘附和增殖。涂层能谱分析结果表明,涂层主要由Ca、P、O和C等元素组成,且Ca与P的原子百分比n(Ca)n(P)大约为1.6,此值接近羟基磷灰石中Ca与P的原子百分含量比值1.66;涂层的红外吸收光谱表明,涂层-3-中含有OH,PO4等原子团,证实了涂层的主要成分为HA。非晶钛合金分别在NaCl和PBS溶液中的阳极极化曲线结果表明,与具有优异的耐
4、蚀性能的非晶合金Ti60Zr10Ta15Si15相比,Ti-Zr-Si系非晶合金在3%的NaCl和PBS溶液均具有优异的耐蚀性能。其中,合金TFMN31在NaCl溶液中发生孔蚀行为,其孔蚀电位为1750mV。合金TF14在PBS溶液中发生孔蚀行为,其孔蚀电位为-699.17mV。Ti-Zr-Si系非晶合金的应力-应变曲线的研究表明,Ti-Zr-Si系非晶合金的弹性模量比同种成分的晶态合金低14~59%。其拉伸过程中变形特征为:弹性-塑性变形,材料的失效方式为典型的韧性断裂。iTi-Zr-Si系非晶合金的制
5、备及其性能研究关键词:非晶合金,玻璃形成能力,特征温度,生物活性,耐腐蚀性,韧性断裂ii河北工业大学博士学位论文FABRICATIONANDPROPERTYRESRARCHOFTi-Zr-SiALLOYSSYSTEMABSTRCTBasedonthephasediagramsofTialloysand3delectrontheory,thisdissertationdealswithdesignandpreparationofTi-Zr-SiamorphousalloyssystemsuchasT17,T
6、F14,TFM23andTFMN31withouttoxicelementsbyespeciallytakingtheapplicationsofTialloysasbiomaterialsintoaccount.ThephasecompositionsweredeterminedbyX-raydiffractionpatterns.ThesurfacetopographywasobservedusingTEM.Theglassformingability(GFA)ofTi-Zr-Siamorphousa
7、lloyswasevaluatedbyInoue’sexperimentalrulesandcharacteristictemperatures,respectively.ThebioactivityofTi-Zr-Siamorphousalloyswastestedinsimulatedbodyfluid(SBF).ThecorrosionresistingpropertiesofTi-Zr-SiamorphousalloyswereexplainedbypolarizationcurvesinNaCl
8、andPBSsolutions.AndYoung’smodulusandfracturestrengthwereinvestigatedbystress-straincurvesofTi-Zr-Siamorphousalloys.TheX-raydiffractionpatternsresultsshowedthattheT17,TF14,TFM23andTFMN31ownamorphousstructure.TheGFAof
此文档下载收益归作者所有