新型生物医用ti-mg合金的制备及组织与性能研究

《新型生物医用ti-mg合金的制备及组织与性能研究》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、万方数据中图分类号至鱼!垒鱼UDC31硕士学位论文学校代码!Q§三三密级公珏新型生物医用Ti—Mg合金的制备及组织与性能研究Preparation，MicrostructureandPropertiesofTi—MgAlloyforBiomedicalApplication作者姓名：学科专业：研究方向：学院(系、所)：指导教师：副指导教师：罗涛材料科学与工程材料学粉末冶金研究院刘伯威刘咏论文答辩日期型±!!：芝答辩委员会主毒盟中南大学2014年6月万方数据学位论文原创性声明本人郑重声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的

2、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教育机构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己在论文中作了明确的说明。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。作者签名：墅蕴日期：丝年』月鱼日学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版；本人允许本学位论文被查阅和借阅；学校可以

3、将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用复印、缩印或其它手段保存和汇编本学位论文。保密论文待解密后适应本声明。作者签名：里遗日期：型年上月互日导师签名、日期：丝年』月三曰万方数据II万方数据新型生物医用Ti—Mg合金的制备及组织与’l生能研究摘要：钛及钛合金具有优良的力学性能和良好的耐腐蚀性，在临床上长期被用作人体牙齿和骨头的替换材料，但其缺乏生物活性。镁及镁合金作为生物医用材料可在生理环境中降解，具有良好的生物活性，但其降解过快易导致植入失效。本文考虑结合钛、镁各自的优点，尝试制备一种用于骨组织修复和替换

4、的新型生物医用Ti．Mg合金。本研究首先通过机械合金化方法制备了不同Mg含量的Ti．xMg(x=5，10，15wt．％)合金粉末，然后利用放电等离子烧结工艺制备了Ti—Mg合金。通过激光粒度、XRD、SEM、XPS、ICP．AES和力学性能测试等手段研究了粉末和合金的相组成、显微结构和力学性能，通过模拟体液浸泡与电化学测试研究合金的生物活性和电化学腐蚀行为。所得结论如下：通过试验，确定粉末球磨工艺参数为：球磨转速240r／min，球料比为10：1，球磨时间为30h。随着球磨时间的延长，Mg逐渐固溶到Ti粉中。随着Mg含量的增加

5、，混合粉末越难以破碎，Ti—Mg合金粉末的颗粒粒径随Mg含量的增加不断变大。球磨达到30h时，粉末成分分布均匀，成功实现合金化。采用放电等离子烧结技术，在10KN．800o(2条件下制备出了Ti—Mg合金，Ti一5Mg合金的相成分是Ti、一氧化钛和氧化镁，Ti．10Mg合金和Ti一15Mg合金相成分为Ti、一氧化钛、Mg和氧化镁。SPS制备的Ti．Mg合金组织中存在一定数量的烧结残留孔洞和Mg气化留下的孔洞。对烧结后合金孔隙率和成分进行计算，Ti一5Mg、Ti．10Mg和Ti．15Mg合金致密度依次为99．68％，99．44％

6、和93．49％，致密度随着Mg含量的增加而降低；烧结过程中Ti一5Mg合金Mg未损失，Ti．10Mg和Ti．15Mg合金则损失了3．2．wt．％和5．77．叭．％的Mg。对Ti．Mg合金进行维氏硬度和抗压强度测试，Ti一5Mg和Ti一10Mg的HV5／15硬度值为HV469．28和HV406．69，抗压强度为1690．89MPa和1671．72MPa，Mg含量增加至15％时，合金硬度显著降低至HV306．17，抗压强度降低至1373．06MPa。模拟体液浸泡实验表明：Ti．Mg合金在模拟体液中浸泡后，表面均有磷酸钙盐沉积，合金

7、中的Mg含量越多，表面沉积的磷酸钙盐越多。浸泡过程中，合金表面M92+离子溶解析出，促进了溶液中的Ca2十离子和磷酸根离子在合金表面形成磷酸钙盐沉积，Mg的加入改善了IIl万方数据钛的生物活性。Ti．Mg合金在模拟体液中的电化学腐蚀过程中能够保持稳定性。随着合金中的Mg含量增加，合金的自腐蚀电位降低，自腐蚀电流增加，合金的耐腐蚀性变差。本论文共有图38幅，表14个，参考文献98篇。关键词：Ti—Mg合金；生物材料；机械合金化；放电等离子烧结；生物活性分类号：TGl46万方数据Preparation，Microstructure

8、andPropertiesofTi-MgAlloyforBiomedicalApplicationAbstract：Titaniumanditsalloyshavebeenusedasimplantmaterialsindentalandorthopaedicapplicat