表面自纳米化医用金属材料的研究进展 被引量：1

1

作者 邱靖 胡剑 +1 位作者 陈绵 衣玉玮 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第23期122-131,共10页

医用金属材料的表面性能至关重要,微观结构、晶粒尺寸、表面粗糙度及残余应力等是显著影响材料服役性能的重要因素。表面自纳米化产生的剧烈塑性变形能够在医用金属材料表面形成梯度纳米结构层和残余压应力,因此是改善材料表面力学性能... 医用金属材料的表面性能至关重要,微观结构、晶粒尺寸、表面粗糙度及残余应力等是显著影响材料服役性能的重要因素。表面自纳米化产生的剧烈塑性变形能够在医用金属材料表面形成梯度纳米结构层和残余压应力,因此是改善材料表面力学性能和生物相容性的有效手段。本文首先综述了几种典型的表面自纳米化方法及其在医用金属领域的研究进展,并分析其各自的适用范围和存在的主要问题。其次总结了医用金属材料表面纳米晶层的微观结构演化规律与晶粒细化机制,重点阐述了表面自纳米化方法对医用金属材料的力学性能、耐蚀性以及生物学性能变化的影响。最后指出了现有医用金属材料表面自纳米化研究存在的不足,并对表面自纳米化医用金属材料的未来研究方向及应用前景进行展望。 展开更多

关键词 表面自纳米化 医用金属材料 力学性能 耐蚀性 生物相容性

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新型生物医用金属材料的研究和进展 被引量：62

2

作者 任伊宾 杨柯 梁勇 《材料导报》 EI CAS CSCD 2002年第2期12-15,共4页

在概述医用金属材料目前的研究现状、性能和应用的基础上,指出了医用金属材料应用中目前存在的主要问题,阐述了近些年生物医用金属材料的新进展,并对今后的发展提出了自己的观点。

关键词 生物材料 生物医用金属材料 不锈钢 钴基合金 钛合金 形状记忆合金

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生物医用金属材料的研究应用现状及发展趋势 被引量：25

3

作者 张永涛 刘汉源 +4 位作者 王昌 程军 石瑾 王岚 于振涛 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2017年第4期21-26,共6页

对生物金属材料进行分类,介绍了生物医用金属材料的特点、研究现状和应用情况。提出了生物医用金属材料在应用中存在的主要问题,并对今后的发展方向进行了展望。

关键词 生物医用金属材料 可降解金属 生物相容性 医疗器械产品

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医用金属材料腐蚀疲劳性能研究进展 被引量：10

4

作者 王强 季洋 徐大可 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期193-199,210,共8页

结合文献和课题组的研究,对医用金属材料腐蚀疲劳性能的研究进展进行了总结,分别从腐蚀疲劳的危害性、分类、设计、控制等几个方面进行了阐述。腐蚀疲劳失效首先发生于材料表面,医用材料-生理环境的界面对于植入器械手术成功与否有着至... 结合文献和课题组的研究,对医用金属材料腐蚀疲劳性能的研究进展进行了总结,分别从腐蚀疲劳的危害性、分类、设计、控制等几个方面进行了阐述。腐蚀疲劳失效首先发生于材料表面,医用材料-生理环境的界面对于植入器械手术成功与否有着至关重要的作用,可以根据裂纹扩展速度曲线特征,将腐蚀疲劳分为三类。医用金属材料的腐蚀疲劳性能研究应考量其服役环境进行设计,可以通过表面处理、合金化等方法改善医用金属材料的腐蚀疲劳性能。医用金属材料腐蚀疲劳性能研究的一些基础问题仍待解决:医用金属材料在微生物参与下的腐蚀疲劳行为及其相关机制亟待阐述;医用金属材料的微生物腐蚀疲劳研究是一个系统、长期、复杂的过程,需要合理地建立实验模型,将三维有限元与传统实验方法有机结合,进一步指导医用金属材料相关器械的设计;新的合金成分设计、新的加工制造方式所获得的新型合金生理环境下的腐蚀疲劳性能,其相关数据亟待完善,这关系到新型医用金属材料长期使用的生物安全性问题,亟需开展大量的基础研究工作。在综合评述医用金属材料腐蚀疲劳性能研究现状的基础上,对医用金属腐蚀疲劳在学科交叉研究和新材料基础研究方面的发展趋势进行了展望。 展开更多

关键词 腐蚀疲劳 医用金属材料 表面改性 不锈钢 钛合金 微生物

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第一性原理计算在新型医用金属材料中的应用研究进展 被引量：5

5

作者 赵曦 王昌 +4 位作者 刘汉源 麻西群 程军 余森 于振涛 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第A02期530-534,共5页

医用金属材料以其优良的综合性能,在生物医用材料领域占有越来越重要的地位。第一性原理方法作为目前合金微观组织研究中应用最广泛的理论计算方法,不依赖任何经验参数,即可为合金化设计提供理论基础。本文首先介绍了第一性原理计算的... 医用金属材料以其优良的综合性能,在生物医用材料领域占有越来越重要的地位。第一性原理方法作为目前合金微观组织研究中应用最广泛的理论计算方法,不依赖任何经验参数,即可为合金化设计提供理论基础。本文首先介绍了第一性原理计算的理论及方法,然后详细综述了第一性原理计算在设计新型医用钛合金和可降解镁合金中的研究应用现状,最后指出了其在医用金属材料设计中存在的问题及应用方向。 展开更多

关键词 医用金属材料 第一性原理 合金化元素 力学性质

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生物医用金属材料表面改性的研究进展 被引量：6

6

作者 范燕 徐昕荣 +3 位作者 石志峰 刘佳 李冰 徐蒙蒙 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第S02期327-329,共3页

与其他生物医用材料相比,生物医用金属材料具有更加优异的综合力学性能和加工成型能力,并且在骨植入器件、口腔医学和心血管疾病治疗医学等领域均得到了极其广泛的应用。由于生物医用金属材料需要在体液这种复杂的生理环境下进行服役,... 与其他生物医用材料相比,生物医用金属材料具有更加优异的综合力学性能和加工成型能力,并且在骨植入器件、口腔医学和心血管疾病治疗医学等领域均得到了极其广泛的应用。由于生物医用金属材料需要在体液这种复杂的生理环境下进行服役,对其性能的要求十分严格。生物医用金属材料不仅需要在力学及其相关的物理性能方面满足要求,在抗生理腐蚀性能和生物相容性方面均需要表现出优异的特性。表面改性是指在保持材料或器件原性能的前提下赋予其表面新的性能,如耐腐蚀性及生物相容性等,是进一步提高医用金属材料表面性能的重要途径。本文根据材料的特点以及应用中存在的主要问题,综述了各类医用金属材料表面改性的研究现状,并对今后新型医用金属材料的发展方向进行了展望。 展开更多

关键词 生物医用金属材料 表面修饰 功能涂层 性能调控

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XPS表面分析技术在生物医用金属材料研究中的应用 被引量：7

7

作者 刘丽婷 王岩 +4 位作者 李怡雪 王秋凤 王亚丽 史学芳 刘峰 《陕西师范大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期29-42,共14页

利用先进表征技术对生物医用金属材料的表面性质进行分析,并揭示其表界面与机体的相互作用机理至关重要。X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)作为一种强有力的表面分析技术,可以高灵敏度、高分辨率地对材料表面元... 利用先进表征技术对生物医用金属材料的表面性质进行分析,并揭示其表界面与机体的相互作用机理至关重要。X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)作为一种强有力的表面分析技术,可以高灵敏度、高分辨率地对材料表面元素种类和价态进行定性、半定量分析,并能结合离子束溅射、角分辨深度剖析获得材料表面层的纵深分布信息,已被广泛应用于生物医用金属材料研究。基于此,首先介绍了XPS的原理和特点;其次,根据生物医用金属材料的分类和研究领域,重点探讨了XPS表面分析技术在医用不锈钢、医用钴基合金、医用钛及其合金、医用镁合金的设计制造、表面改性及表界面表征等方面的应用;再次,通过总结上述工作的优势与不足,进一步阐明了XPS表面分析技术在小面积、化学成像、角分辨、原位测试、价带谱、同步辐射激发源等多种功能方面的应用潜力;最后,对XPS技术助力新型生物医用金属材料的开发和应用提出了展望和建议。 展开更多

关键词 X射线光电子能谱(XPS) 生物医用金属材料 表面分析技术 元素价态分析

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激光选区熔化技术制造医用多孔金属材料研究现状 被引量：9

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作者 吴先哲 刘红旗 +1 位作者 王富友 何鹏 《激光杂志》 北大核心 2018年第11期8-17,共10页

多孔金属材料被视为医学植入体的理想材料。增材制造技术可以实现高精度复杂结构零件个性化制造,为直接制造医用多孔金属材料植入体提供了完美的解决方案。本文介绍了目前激光选区熔化技术制造316L不锈钢、Co基合金、钛及钛合金、Ta等... 多孔金属材料被视为医学植入体的理想材料。增材制造技术可以实现高精度复杂结构零件个性化制造,为直接制造医用多孔金属材料植入体提供了完美的解决方案。本文介绍了目前激光选区熔化技术制造316L不锈钢、Co基合金、钛及钛合金、Ta等几种典型医用多孔金属材料的研究情况,包括多孔结构设计、力学性能研究、生物相容性研究等方面的研究进展。最后简单评述展望了增材制造技术打印医用多孔钽材料的研究趋势。 展开更多

关键词 增材制造 激光选区熔化 医用金属材料 多孔结构

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球磨工艺对医用Ti–Mg复合材料力学性能的影响 被引量：1

9

作者 夏朋昭 许莹 +2 位作者 蔡艳青 赵思坛 宋攀 《粉末冶金技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期192-199,共8页

采用球磨+冷压制坯+微波加热烧结工艺制备Ti–15Mg复合材料,研究球磨工艺对Ti–15Mg混合粉末性能以及烧结后复合材料力学性能的影响。结果表明:以200 r·min^(-1)球磨转速球磨8~10 h,随着球磨时间延长,混合粉末的平均粒径明显变小,... 采用球磨+冷压制坯+微波加热烧结工艺制备Ti–15Mg复合材料,研究球磨工艺对Ti–15Mg混合粉末性能以及烧结后复合材料力学性能的影响。结果表明:以200 r·min^(-1)球磨转速球磨8~10 h,随着球磨时间延长,混合粉末的平均粒径明显变小,粉末粒度分布逐渐集中在10~45μm区间,粉末的球形度增加。在长时间球磨过程中,软质镁颗粒受到强烈撞击、研磨,引起表面破碎,钛颗粒出现了体积破碎和表面破碎,最终导致软质镁颗粒包裹脆性钛颗粒。球磨8 h后,混合粉末未出现明显的氧化,混合粉末中钛、镁粉末分布较为均匀,复合材料的力学性能较为优良,符合作为医用材料的力学性能要求。在低球磨转速下,球磨转速的提高不会导致粉末性能和烧结后复合材料性能出现明显变化。最佳球磨工艺参数为球磨时间8 h、球磨速度200 r·min^(-1),过程控制剂为正己烷。 展开更多

关键词 机械球磨 医用金属材料 Ti–Mg复合材料 力学性能

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医用金属表面溶胶-凝胶法和离子束合成TiO_2薄膜的结构、性能比较 被引量：8

10

作者 刘敬肖 杨大智 +1 位作者 史非 蔡英骥 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2002年第4期797-804,共8页

采用溶胶-凝胶法和离子束增强沉积法在医用NiTi合金表面制备TiO2薄膜以提高其生物相容性.利用X射线衍射（XRD）、原子力显微镜（AFM）和X光电子能谱（XPS）对薄膜的结构、表面形貌及组成进行了比较研究;电化学腐蚀实验表明,两种方法制备... 采用溶胶-凝胶法和离子束增强沉积法在医用NiTi合金表面制备TiO2薄膜以提高其生物相容性.利用X射线衍射（XRD）、原子力显微镜（AFM）和X光电子能谱（XPS）对薄膜的结构、表面形貌及组成进行了比较研究;电化学腐蚀实验表明,两种方法制备的TiO2薄膜对金属基体均起到一种保护膜的作用,能够提高医用金属材料在模拟体液中的抗腐蚀性;对薄膜表面固定肝素抗凝血分子进行研究发现,溶胶-凝胶法制备的TiO2薄膜表面能够获得较好的肝素固定效果. 展开更多

关键词 溶胶-凝胶法 离子束合成 TIO2薄膜 肝素 固定 结构 性能 药物载体 医用金属材料 生物陶瓷膜

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新型抗菌功能医用金属研究 被引量：6

11

作者 杨柯 任玲 +3 位作者 张余 马政 张丹 梅晰凡 《中国材料进展》 CAS CSCD 2012年第9期20-26,共7页

不锈钢、钛及钛合金等医用金属材料已广泛应用于骨科、齿科及心血管介入等医疗领域,生物可降解镁合金是正在研究发展的新型医用金属材料,具有诱人的临床应用前景。面对目前临床上亟待解决的植入物引发的细菌感染问题,开展医用金属材料... 不锈钢、钛及钛合金等医用金属材料已广泛应用于骨科、齿科及心血管介入等医疗领域,生物可降解镁合金是正在研究发展的新型医用金属材料,具有诱人的临床应用前景。面对目前临床上亟待解决的植入物引发的细菌感染问题,开展医用金属材料的抗菌功能研究意义重大,也是实现金属材料结构/功能一体化发展的新探索。简要介绍了作者近年来在不锈钢、钛合金、可降解镁基金属等医用金属材料的抗菌功能研究方面的主要进展,并展望了抗菌医用金属材料的临床应用前景。 展开更多

关键词 医用金属材料 抗菌功能 含铜不锈钢 镁基金属 含铜钛基金属

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医用钛合金材料对种植体生物力学行为的影响 被引量：5

12

作者 张继武 荣起国 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第11期2100-2104,共5页

钛合金材料具有优异的机械性能、化学稳定性和生物相容性,已成为种植体主要原材料,但要满足患者临床治疗的长效安全性和功能性,医用钛合金材料的生物及力学相容性仍有待提高。具有较低弹性模量和较高强度的新型医用钛合金,对降低由应力... 钛合金材料具有优异的机械性能、化学稳定性和生物相容性,已成为种植体主要原材料,但要满足患者临床治疗的长效安全性和功能性,医用钛合金材料的生物及力学相容性仍有待提高。具有较低弹性模量和较高强度的新型医用钛合金,对降低由应力屏蔽导致的种植体的松动、脱落有着重要作用。本文利用有限元方法,对比新型医用钛合金材料以及传统医用钛合金材料对种植体结构和颌骨应力分布。通过对比发现由于新型医用钛合金材料高强度、低模量等特点,减少了由应力遮挡效应导致,诱发骨吸收、植入体松动、失效等问题的风险。 展开更多

关键词 种植体 三维有限元 新型钛合金材料 力学相容性 生物医用金属材料

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医用功能材料漫谈

13

作者 茅文静 徐承波 《化学教学》 CAS 北大核心 2000年第10期27-30,共4页

医用功能材料是一种与人类的生命和健康密切相关的新型材料。由于材料选择的多样性和生物功能的可代替性，已受到科技界的广泛重视，成为最有发展前景的材料之一。

关键词 医用功能材料 生物材料 生物医用金属材料

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生物医用锌基合金性能研究进展 被引量：2

14

作者 张梓浩 刘宇 +5 位作者 窦新雨 海宝 刘晓光 庞晓露 张百成 祝斌 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期1-25,共25页

医用金属植入体已广泛应用于临床骨组织修复中,但是随着临床手术案例的积累,发现不锈钢、钛、传统生物金属材料在生物体内长期存在会造成应力屏蔽、组织排异发炎等症状,二次手术会给患者带来极大痛苦。近年来,可降解金属植入体材料的概... 医用金属植入体已广泛应用于临床骨组织修复中,但是随着临床手术案例的积累,发现不锈钢、钛、传统生物金属材料在生物体内长期存在会造成应力屏蔽、组织排异发炎等症状,二次手术会给患者带来极大痛苦。近年来,可降解金属植入体材料的概念被提出并引起重视,由可降解金属制备的植入体在生物体组织中可被吸收分解,并促进血管组织愈合与骨组织再生,被视为新一代医用植入体材料。锌合金由于其优异的降解特性及生物相容性成为近年来的研究热点,在血管腔内支架、骨科及口腔科内固定材料领域拥有巨大的应用潜力。锌合金发展迅速,须及时进行全面总结。总结归纳目前医用锌合金的主要制备方式、材料力学性能、降解行为和生物相容性。基于大量的数据分析与归纳,发现在锌合金中添加Li、Mg元素可细化晶粒,显著提高锌合金强度,添加Mn元素则可在塑性变形中细化晶粒,可提高锌合金的延伸率。与纯锌相比,锌合金中的Zn-(Fe、Cu、Ag)析出相与Zn基体形成的微电池作用提高了锌合金的降解速率。针对新型锌合金成分及先进制备工艺,提出以材料基因工程,指导适用于增材制造的三元高强锌合金体系开发,在提高力学性能的基础上匹配锌合金的降解速率和生物相容性,直接获得具有定制化结构的锌合金近终成型植入体。在系统性汇总的基础上,从性能、开发以及增材制造三个方面展望未来发展方向。 展开更多

关键词 锌合金 生物医用金属材料 可降解金属 生物体植入物 性能

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中科院金属研究所研发出新型可降解镁铜合金 被引量：1

15

《中国有色冶金》 CAS 北大核心 2016年第5期36-36,共1页

中国科学院金属研究所生物材料研究团队,成功开发出一种具有重大临床价值的新型可降解镁铜二元合金,具有抗菌、促成骨、促血管化等多重生物医学功能,其医学意义已获得国际认可。镁合金是目前极具临床应用前景的新型医用金属材料。中国... 中国科学院金属研究所生物材料研究团队,成功开发出一种具有重大临床价值的新型可降解镁铜二元合金,具有抗菌、促成骨、促血管化等多重生物医学功能,其医学意义已获得国际认可。镁合金是目前极具临床应用前景的新型医用金属材料。中国科学院金属研究所研发出的镁铜二元合金,既可确保生物安全性和力学支撑作用,又可实现可降解镁合金结构和生物医学功能一体化, 展开更多

关键词 金属研究所 医用金属材料 二元合金 生物材料研究 生物安全性 血管化 铜合金 功能一体化 国际认可 医学意义

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国家生物医学材料浙江口腔种植研究中心简介

16

《浙江大学学报（医学版）》 CAS CSCD 北大核心 2012年第3期F0002-F0002,共1页

国家生物医学材料浙江口腔种植研究中心由浙江大学赵士芳教授牵头组建，于2006年挂牌成立。该中心以口腔种植的基础理论和临床应用为研究方向，由研究医用金属材料方面的王小祥教授，医用生物材料方面的李晓东副研究员，口腔临床医学方... 国家生物医学材料浙江口腔种植研究中心由浙江大学赵士芳教授牵头组建，于2006年挂牌成立。该中心以口腔种植的基础理论和临床应用为研究方向，由研究医用金属材料方面的王小祥教授，医用生物材料方面的李晓东副研究员，口腔临床医学方面的王慧明教授、何福明副主任医师，以及浙江广慈医疗器械有限公司的研发设计人员等多研究领域的人员组成。该中心到目前为止已培养了1名博士后，10名博士研究生，15名硕士研究生。 展开更多

关键词 生物医学材料 浙江大学 口腔种植 医用金属材料 医用生物材料 口腔临床医学 副主任医师 博士研究生

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激光熔覆化学处理钛合金表面改性的研究 被引量：9

17

作者 张光磊 钟涛兴 +4 位作者 张国珍 马捷 刘鹏 王从曾 吉元 《材料科学与工艺》 EI CAS CSCD 2003年第1期11-13,共3页

采用两步走的方法实现了钛合金的表面改性,首先在钛合金表面进行激光熔覆CaO或CaCO3,得到冶金结合的复合涂层后,通过在磷酸等含磷酸根的溶液中浸泡CaOCa使涂层中的转变为磷酸盐,从而使钛合金表面具有生物活性.XRD和SEM分析表明,得到了... 采用两步走的方法实现了钛合金的表面改性,首先在钛合金表面进行激光熔覆CaO或CaCO3,得到冶金结合的复合涂层后,通过在磷酸等含磷酸根的溶液中浸泡CaOCa使涂层中的转变为磷酸盐,从而使钛合金表面具有生物活性.XRD和SEM分析表明,得到了活性涂层,涂层与基体的结合良好. 展开更多

关键词 化学处理 生物材料 表面改性 激光熔覆 钛合金 医用金属材料 氧化钙 复合涂层 碳酸钙

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模拟体液中纯钛及Ti6Al4V合金的腐蚀行为 被引量：13

18

作者 郭亮 梁成浩 隋洪艳 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第1期107-110,共4页

采用电化学测试技术研究了人体医用金属材料工业纯钛和Ti6Al4V合金在人工模拟体液中的腐蚀行为。结果表明 ,阳极极化后两种合金均未发现点蚀 ,工业纯钛的维钝电流密度小于Ti6Al4V合金 ,前者的阳极极化性能优于后者。Ti6Al4V合金缝隙试... 采用电化学测试技术研究了人体医用金属材料工业纯钛和Ti6Al4V合金在人工模拟体液中的腐蚀行为。结果表明 ,阳极极化后两种合金均未发现点蚀 ,工业纯钛的维钝电流密度小于Ti6Al4V合金 ,前者的阳极极化性能优于后者。Ti6Al4V合金缝隙试样在阳极电位超过 + 2 0 0 0mV(vsSCE)后 ,电流开始急剧增大 ,发生了缝隙腐蚀 ;通过电子探针分析发现 ,在缝隙内Al和V两种元素发生活性溶解。工业纯钛在电位达到 + 40 0 0mV(vsSCE)时仍没有发生缝隙腐蚀。 展开更多

关键词 人体医用金属材料 工业纯钛 TI6A14V合金 腐蚀行为 电化学测试

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