Ti-35Nb-7Zr/10CPP生物复合材料微观组织与性能研究 被引量：2

1

作者 何正员 张玉勤 +1 位作者 周荣 蒋业华 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期175-180,共6页

添加了占钛合金基体10%(质量分数)的焦磷酸钙(CPP)生物活性陶瓷粉末,利用放电等离子烧结(SPS)技术制备了Ti-35Nb-7Zr/10CPP生物复合材料,研究了其物相组成、微观组织形貌、元素分布、力学性能以及生物活性等。结果表明,该复合材料主要由... 添加了占钛合金基体10%(质量分数)的焦磷酸钙(CPP)生物活性陶瓷粉末,利用放电等离子烧结(SPS)技术制备了Ti-35Nb-7Zr/10CPP生物复合材料,研究了其物相组成、微观组织形貌、元素分布、力学性能以及生物活性等。结果表明,该复合材料主要由β-Ti相基体、少量的α-Ti相及金属-陶瓷相(CaO、Ti2O、CaTiO3、CaZrO3、TxPy)组成;复合材料具有较低的压缩弹性模量(46 GPa)和较高的抗压强度(1 434 MPa),显示了良好的力学相容性;与Ti-35Nb-7Zr合金相比,复合材料在人工模拟体液(SBF)浸泡7d后表面生成了大量的类骨磷灰石层,显示出良好的生物活性。 展开更多

关键词 生物复合材料 微观组织 力学性能 生物活性

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轧制温度对TA31钛合金热轧板材组织与性能的影响 被引量：9

2

作者 张关梅 黄海广 +3 位作者 张浩泽 史亚鸣 张玉勤 蒋业华 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第11期224-232,共9页

利用真空自耗电弧炉和电子束冷床炉熔铸了Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo(TA31)合金扁锭,通过铸锭免锻造直接轧制工艺制备了热轧板材,研究了不同轧制温度(900、950和1000℃)对板材组织演变和力学性能的影响及机理。结果表明,TA31合金扁锭为魏氏组织... 利用真空自耗电弧炉和电子束冷床炉熔铸了Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo(TA31)合金扁锭,通过铸锭免锻造直接轧制工艺制备了热轧板材,研究了不同轧制温度(900、950和1000℃)对板材组织演变和力学性能的影响及机理。结果表明,TA31合金扁锭为魏氏组织,主要由片层状α集束和少量β晶界组成。在900℃轧制后板材主要由条带状α相和少量β转变组织组成。当轧制温度升高至950℃时,条带状α相转变为等轴α相,少量β相分布在晶间。当轧制温度进一步升高至1000℃时,部分等轴α相转变为β相,轧后冷却,组织由等轴α相、片层状和针状α相及少量β转变组织组成。随轧制温度的升高,板材抗拉强度和屈服强度下降,而断后伸长率和冲击吸收能量逐渐增大,断口形貌由韧性断裂逐渐变为微孔聚集型断裂。综合分析表明,短流程直接轧制工艺制备TA31合金板材的适宜热轧温度为950℃左右,此时抗拉强度、屈服强度、断后伸长率和冲击吸收能量平均值分别为978 MPa、831 MPa、13%和53 J。 展开更多

关键词 TA31钛合金 免锻直轧 热轧板材 组织演变 力学性能

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高速线材轧制Ti-6Al-4V合金小规格棒材的热处理工艺 被引量：6

3

作者 丁辉 曹占元 +3 位作者 史亚鸣 张玉勤 蒋业华 周荣 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第9期2396-2402,共7页

利用高速线材轧机制备Ti-6Al-4V合金小规格棒材(d10 mm),研究固溶与时效热处理工艺对棒材显微组织与力学性能的影响。结果表明:棒材组织主要由α相和β相组成,随着固溶温度从900℃升高到990℃,棒材中α相含量减少而β相含量逐渐增多,显... 利用高速线材轧机制备Ti-6Al-4V合金小规格棒材(d10 mm),研究固溶与时效热处理工艺对棒材显微组织与力学性能的影响。结果表明:棒材组织主要由α相和β相组成,随着固溶温度从900℃升高到990℃,棒材中α相含量减少而β相含量逐渐增多,显微组织出现了由初生等轴α相向针状β相转变进而向全片层状β转变的过程,棒材拉伸强度逐渐升高,而伸长率明显降低;棒材在930℃固溶后进行时效处理,随着时效温度从450℃升高到650℃,β相转变组织分解析出α相,组织主要由(α+β)相和β相混合组成,α相不断集聚长大,使组织粗大,棒材抗拉强度降低,伸长率升高;经(930℃,30 min,水淬)+(550℃,4 h,空冷)热处理后,棒材强度和塑性达到最佳配合,抗拉强度为1031 MPa,伸长率为12.5%。 展开更多

关键词 TI-6AL-4V合金 高速线材轧制 热处理 显微组织 力学性能

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高速线材轧制工艺对Ti-6Al-4V合金小规格棒材组织与性能的影响 被引量：3

4

作者 丁辉 曹占元 +1 位作者 张玉勤 周荣 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2016年第11期47-50,共4页

采用高速线材轧制制备出准10 mm的Ti-6Al-4V合金小规格棒材,研究了不同轧制工艺对棒材微观组织与力学性能的影响。结果表明:初轧温度为850℃时,棒材组织主要为初生等轴α相和β相,等轴α相出现长大现象,呈短棒状;当温度升高到900℃,棒... 采用高速线材轧制制备出准10 mm的Ti-6Al-4V合金小规格棒材,研究了不同轧制工艺对棒材微观组织与力学性能的影响。结果表明:初轧温度为850℃时,棒材组织主要为初生等轴α相和β相,等轴α相出现长大现象,呈短棒状;当温度升高到900℃,棒材组织主要由等轴α和细小β转变组织组成的双态组织;等轴α相逐渐减少,β转变组织不断长大呈片状分布。初轧温度950℃时,棒材的伸长率和断面收缩率下降明显,不能达到标准要求。当初轧温度为900℃时,棒材强度和塑性达到最佳配合,其抗拉强度为938 MPa,屈服强度为866 MPa,伸长率为13.1%,断面收缩率为26.5%。 展开更多

关键词 TI-6AL-4V合金 高速线材轧制 轧制工艺 显微组织 力学性能

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模拟人体体液中放电等离子烧结生物医用Ti2448合金的腐蚀行为研究 被引量：2

5

作者 刘万理 张玉勤 +1 位作者 蒋业华 周荣 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2017年第8期61-65,共5页

利用动电位极化曲线和电化学阻抗谱方法研究了放电等离子烧结技术(SPS)制备的生物医用Ti-24Nb-4Zr-8Sn(Ti2448)合金在Hank's模拟人体体液中的电化学腐蚀行为及腐蚀机理,并与工业纯钛(TA1)和Ti-6Al-4V(TC4)合金进行了比较。结果表明:... 利用动电位极化曲线和电化学阻抗谱方法研究了放电等离子烧结技术(SPS)制备的生物医用Ti-24Nb-4Zr-8Sn(Ti2448)合金在Hank's模拟人体体液中的电化学腐蚀行为及腐蚀机理,并与工业纯钛(TA1)和Ti-6Al-4V(TC4)合金进行了比较。结果表明:与TA1和TC4合金相比,在37℃的Hank's溶液中SPS烧结Ti2448合金具有最小的腐蚀电位与致钝电流密度、接近的腐蚀电流密度以及最大的极化电阻,3种材料耐腐蚀性能好坏依次为Ti2448>TC4>TA1。 展开更多

关键词 Ti-24Nb-4Zr-8Sn合金 放电等离子烧结 Hank's溶液 电化学腐蚀行为 腐蚀机理

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N6纯镍板材冷轧后退火工艺的探索 被引量：1

6

作者 王丁 史庆南 +2 位作者 起华荣 曹占元 蒋泰旭 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2016年第22期220-222,共3页

使用SG-GL1400K型真空热处理炉对冷轧N6纯镍板进行了退火处理,温度分别为350、400、450、500、550℃,保温持续时间1 h后炉冷至150℃再空冷至室温。对退火后N6纯镍板的显微组织和力学性能进行了分析。结果表明,N6纯镍板在500℃×1 h... 使用SG-GL1400K型真空热处理炉对冷轧N6纯镍板进行了退火处理,温度分别为350、400、450、500、550℃,保温持续时间1 h后炉冷至150℃再空冷至室温。对退火后N6纯镍板的显微组织和力学性能进行了分析。结果表明,N6纯镍板在500℃×1 h退火后炉冷至150℃再空冷至室温为最佳工艺。 展开更多

关键词 N6 冷轧 退火

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固溶处理对Ti-4.5Al-2.5V-1.5Fe-0.25O热轧板材组织及力学性能的影响

7

作者 史亚鸣 李志敏 +2 位作者 蒋泰旭 曹占元 张玉勤 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2017年第8期202-206,共5页

研究了不同固溶温度与冷却方式对Ti-4.5Al-2.5V-1.5Fe-0.25O热轧板材显微组织及力学性能的影响。结果表明:热轧合金板材组织主要由α相和β相组成,随着固溶温度从910℃升高到1000℃,板材中α相含量减少而β相含量逐渐增多,初生等轴α相... 研究了不同固溶温度与冷却方式对Ti-4.5Al-2.5V-1.5Fe-0.25O热轧板材显微组织及力学性能的影响。结果表明:热轧合金板材组织主要由α相和β相组成,随着固溶温度从910℃升高到1000℃,板材中α相含量减少而β相含量逐渐增多,初生等轴α相向针状β相转变进而向全片层状β相转变;空冷冷却速度较慢,高温组织有很大一部分发生分解,而水冷冷却抑制高温析出相析出及分解,形成片层状β转变组织;随着固溶温度的升高,合金板材抗拉强度先增加后减小,伸长率降低;940℃固溶后水冷处理的合金板材力学性能最优:抗拉强度1264 MPa,伸长率11.4%。 展开更多

关键词 钛合金热轧板材 固溶温度 冷却方式 显微组织 力学性能

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热处理对Ti-5Al-2V-3Fe-0.2O热轧板材组织和力学性能的影响

8

作者 张俊晓 李志敏 +2 位作者 史亚鸣 蒋泰旭 张玉勤 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2018年第24期188-192,共5页

研究了固溶处理后不同时效温度对Ti-5Al-2V-3Fe-0.2O合金热轧板材显微组织与力学性能的影响。结果表明:热轧态板材组织主要由α相和β相组成;固溶处理后,组织中出现了α相向β相转变现象,由初生α相及亚稳态β转变组织组成;通过时效处理... 研究了固溶处理后不同时效温度对Ti-5Al-2V-3Fe-0.2O合金热轧板材显微组织与力学性能的影响。结果表明:热轧态板材组织主要由α相和β相组成;固溶处理后,组织中出现了α相向β相转变现象,由初生α相及亚稳态β转变组织组成;通过时效处理,亚稳态β转变组织部分分解,析出次生α相并形成晶间β相,随着时效温度从450℃升高到550℃,亚稳态β转变相进一步减少,次生α相增多并长大,初生α相逐渐粗化;与热轧态相比,固溶时效处理后板材抗拉强度和断后伸长率均提高,并且随着时效温度升高,抗拉强度逐渐降低,伸长率逐渐提高;940℃×15min/AC+500℃×6 h/AC热处理后的板材强度和伸长率分别达到1260 MPa、8.5%,具有较佳的综合性能。 展开更多

关键词 钛合金热轧板材 固溶时效处理 显微组织 力学性能

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热处理对Ti-6Al-2.5V-1.5Fe-0.15O合金组织及力学性能的影响

9

作者 王亮 吴晓明 +5 位作者 王富鑫 骆良顺 苏彦庆 史亚鸣 郭景杰 傅恒志 《材料科学与工艺》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期10-15,共6页

以真空非自耗电弧炉制备的低成本Ti-6Al-2.5V-1.5Fe-0.15O合金为对象,研究了不同冷却速率下固溶及时效温度对合金组织及性能的影响,发现固溶温度主要影响初生α相的含量.固溶冷却方式影响α的类型.单相区固溶时,初生α相消失,β晶粒内... 以真空非自耗电弧炉制备的低成本Ti-6Al-2.5V-1.5Fe-0.15O合金为对象,研究了不同冷却速率下固溶及时效温度对合金组织及性能的影响,发现固溶温度主要影响初生α相的含量.固溶冷却方式影响α的类型.单相区固溶时,初生α相消失,β晶粒内出现α片层集束,固溶淬火组织主要由残余未转变的β相以及针状的α';随着固溶温度的升高,针状马氏体α'相增多;两相区固溶后,时效组织均有固溶时产生的α相、时效α相以及残留的β相.时效温度较低时,α相形核能较低,元素扩散困难,需借助过饱和β相析出弥散相形核,因而针状α相细小而弥散;时效温度升高,α相形核以及长大驱动力大,时效α相易长大变粗.经固溶时效处理,合金强度随着温度升高先小幅升高后显著降低,塑性先增大后因晶界粗化以及粗片状α集束而降低. 展开更多

关键词 TI合金 固溶温度 时效温度 合金组织 力学性能

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Ti-4Al-2.5V-1.5Fe合金多道次热变形行为及微观组织演变 被引量：5

10

作者 胡亚美 黄海广 +3 位作者 郑必举 史亚鸣 张玉勤 蒋业华 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第9期132-139,共8页

利用Gleeble-3500热模拟试验机对Ti-4Al-2.5V-1.5Fe钛合金进行总变形量为50%的多道次热压缩模拟实验,研究合金在变形温度为850~1000℃和应变速率为0.01~1 s^-1条件下多道次压缩过程中的热变形行为及微观组织演变规律。结果表明:合金流... 利用Gleeble-3500热模拟试验机对Ti-4Al-2.5V-1.5Fe钛合金进行总变形量为50%的多道次热压缩模拟实验,研究合金在变形温度为850~1000℃和应变速率为0.01~1 s^-1条件下多道次压缩过程中的热变形行为及微观组织演变规律。结果表明:合金流变应力随变形温度升高和应变速率降低而逐渐降低;不同变形温度下,随应变速率降低,合金软化率均呈现逐渐升高趋势,且软化率随变形温度的升高趋于稳定;各道次间隔时间内由于回复与再结晶,合金均出现不同程度的静态软化现象;在变形温度950~1000℃、应变速率0.01~0.1 s^-1范围内,合金组织得到不同程度的细化和均匀化,并发生回复与再结晶现象,此时合金的热加工性能稳定,有利于热塑性变形,适宜进行热轧成形。 展开更多

关键词 Ti-4Al-2.5V-1.5Fe合金 多道次热变形 流变应力 软化行为 微观组织

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放电等离子烧结温度对Ti-3Zr-2Sn-3Mo-15Nb合金微观组织和力学性能的影响 被引量：3

11

作者 黄平军 张玉勤 +1 位作者 蒋业华 周荣 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第8期2200-2205,共6页

利用放电等离子烧结技术（SPS）制备Ti-3Zr-2Sn-3Mo-15Nb合金，研究烧结温度对合金致密度、微观组织与力学性能的影响。结果表明：在1000-1150℃烧结温度范围内，合金具有较高致密度和抗压强度，合金主要由β-Ti相与Ti-Nb-Zr-Mo固溶体... 利用放电等离子烧结技术（SPS）制备Ti-3Zr-2Sn-3Mo-15Nb合金，研究烧结温度对合金致密度、微观组织与力学性能的影响。结果表明：在1000-1150℃烧结温度范围内，合金具有较高致密度和抗压强度，合金主要由β-Ti相与Ti-Nb-Zr-Mo固溶体形成的混合基体组织及少量α-Ti相和未熔化的Nb金属颗粒组成；随着烧结温度的升高，合金的致密度和抗压强度呈增大趋势，合金中Ti-Nb-Zr-Mo固溶体含量越来越低，其尺寸越来越小，残留的α-Ti相出现了向β-Ti相的转变；合金的压缩弹性模量值在45-54 GPa之间，显示出良好的力学相容性，而烧结温度的升高使得压缩弹性模量值出现缓慢增大现象。 展开更多

关键词 Ti-Zr-Sn-Mo-Nb合金 放电等离子烧结 烧结温度 微观组织 力学性能

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EB炉熔炼工艺参数对大规格镍扁锭中碳元素偏析的影响 被引量：2

12

作者 李阔 史亚鸣 +3 位作者 起华荣 张玉勤 蒋业华 周荣 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2017年第5期86-89,共4页

利用电子束冷床炉熔炼大规格纯镍扁锭(6600 mm×1050 mm×210 mm),研究了熔炼工艺参数(电子枪功率与拉锭速度的配合)对镍扁锭中碳(C)元素偏析的影响及机理。结果表明:电子枪功率与拉锭速度配合不当会导致镍扁锭中C元素出现不同... 利用电子束冷床炉熔炼大规格纯镍扁锭(6600 mm×1050 mm×210 mm),研究了熔炼工艺参数(电子枪功率与拉锭速度的配合)对镍扁锭中碳(C)元素偏析的影响及机理。结果表明:电子枪功率与拉锭速度配合不当会导致镍扁锭中C元素出现不同程度的偏析;协调各区域的电子枪功率和选择适当的拉锭速度可以使镍扁锭中C元素分布更为均匀;当冷床熔炼区域、溢流区域、结晶器区域的电子枪总功率分别为720、150、360 kW,拉锭速度为5 mm/min时,镍扁锭中C元素偏析程度最小,轧制成镍带卷后力学性能均衡性最好。 展开更多

关键词 电子束冷床炉 大规格镍扁锭 电子枪功率 拉锭速度 C元素偏析

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SPS烧结Ti-35Nb-7Zr-5Ta合金在Ringer's模拟体液中的电化学腐蚀行为 被引量：1

13

作者 沈雪青 张玉勤 +1 位作者 蒋业华 周荣 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2017年第8期69-73,共5页

采用放电等离子烧结技术制备了Ti-35Nb-7Zr-5Ta(Ti-Osteum)生物医用钛合金。以生物医用金属材料纯Ti(TA1)和Ti-6Al-4V(TC4)合金为对比材料,利用开路电位、动电位极化曲线和电化学阻抗谱等方法研究了该合金在Ringer's模拟体液中的电... 采用放电等离子烧结技术制备了Ti-35Nb-7Zr-5Ta(Ti-Osteum)生物医用钛合金。以生物医用金属材料纯Ti(TA1)和Ti-6Al-4V(TC4)合金为对比材料,利用开路电位、动电位极化曲线和电化学阻抗谱等方法研究了该合金在Ringer's模拟体液中的电化学腐蚀行为及其腐蚀机理。结果表明:与TA1和TC4合金相比,SPS烧结的Ti-Osteum合金在模拟体液中具有最小的腐蚀电流密度和较小的钝化电流密度、较大的容抗弧以及接近的腐蚀电位,从而显示了优于TC4和TA1的良好耐腐蚀性能。SPS烧结Ti-Osteum合金在模拟体液中耐腐蚀性优异的主要原因是具有单相β型组织,并且表面出现稳定的复合氧化物钝化膜。 展开更多

关键词 Ti-35Nb-7Zr-5Ta合金 放电等离子烧结 Ringer's溶液 电化学腐蚀行为 腐蚀机理

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热处理对SPS烧结Ti-24Nb-4Zr-8Sn合金显微组织和力学性能的影响

14

作者 刘万理 张玉勤 +1 位作者 蒋业华 周荣 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期1155-1161,共7页

利用放电等离子烧结技术制备生物医用Ti-24Nb-4Zr-8Sn合金,研究固溶时效处理对合金显微组织和力学性能(强度、塑韧性及弹性模量)的影响。结果表明:合金经850℃固溶处理后主要由β相、少量初生α相及淬火马氏体α″相组成;在450℃时效处... 利用放电等离子烧结技术制备生物医用Ti-24Nb-4Zr-8Sn合金,研究固溶时效处理对合金显微组织和力学性能(强度、塑韧性及弹性模量)的影响。结果表明:合金经850℃固溶处理后主要由β相、少量初生α相及淬火马氏体α″相组成;在450℃时效处理后,合金基体β相内析出大量细小无规则的针状次生α相,随着时效时间从4 h延长到48 h,次生α相趋于定向析出,含量和尺寸逐渐增大;与烧结态相比,固溶时效处理后合金抗压强度和弹性模量增大,而塑韧性呈先提高后降低趋势;经优化后固溶时效处理制度为(850℃,1.5 h,WQ)+(450℃,4 h,FC),此时合金抗压强度、屈强比和弹性模量分别为1701 MPa、0.69 GPa和42.8 GPa。 展开更多

关键词 Ti-24Nb-4Zr-8Sn合金 放电等离子烧结 热处理 显微组织 力学性能

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SPS烧结温度对NiTi/表面多孔Ti梯度合金组织和性能的影响

15

作者 邓霞 何远怀 +2 位作者 焦美琪 张玉勤 蒋业华 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期2312-2320,共9页

利用放电等离子烧结技术制备NiTi/表面多孔Ti梯度合金,研究不同烧结温度对梯度合金微观组织、表面孔隙特征、力学性能及体外生物活性的影响及机理。结果表明:随着烧结温度的升高,梯度合金组织由NiTi、α-Ti、Ni、Ti2Ni、Ni3Ti混合相逐... 利用放电等离子烧结技术制备NiTi/表面多孔Ti梯度合金,研究不同烧结温度对梯度合金微观组织、表面孔隙特征、力学性能及体外生物活性的影响及机理。结果表明:随着烧结温度的升高,梯度合金组织由NiTi、α-Ti、Ni、Ti2Ni、Ni3Ti混合相逐渐转变为单一NiTi和α-Ti相,内外层界面形成良好冶金结合,表面孔隙率和平均孔径呈缓慢减小趋势;同时抗压强度值快速增大而弹性模量值变化不大;1000℃制备的梯度合金不仅具有良好的表面孔隙特征(孔隙率35.8%、平均孔径423μm)、较高的抗压强度(632 MPa)、较低的弹性模量(9 GPa)及优异的超弹性行为(超弹性恢复应变>4%),而且体外生物活性显著提高。 展开更多

关键词 NiTi梯度合金 烧结温度 微观组织 力学性能 体外生物活性

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Ag含量对表面多孔Ti-Ag/NiTi梯度合金组织与性能的影响

16

作者 邓霞 何远怀 +2 位作者 焦美琪 张玉勤 蒋业华 《材料科学与工艺》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期27-33,共7页

为了提高NiTi合金的生物活性并赋予其一定的抗菌性,采用放电等离子烧结技术制备了表面多孔Ti-Ag/NiTi梯度合金,利用X射线衍射(XRD)、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、室温压缩、人工模拟体液浸泡、贴膜法等方法研究了不同Ag含量对梯度... 为了提高NiTi合金的生物活性并赋予其一定的抗菌性,采用放电等离子烧结技术制备了表面多孔Ti-Ag/NiTi梯度合金,利用X射线衍射(XRD)、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、室温压缩、人工模拟体液浸泡、贴膜法等方法研究了不同Ag含量对梯度合金微观组织、界面结合、表面孔隙特征、力学性能、体外生物活性及抗菌性能的影响及机理.研究表明:梯度合金中间基体主要由奥氏体NiTi相(B2)和单斜马氏体NiTi相(B19′)组成,并同时存在少量次生相Ti2Ni相,表面多孔层主要由α-Ti、TiAg和Ti2Ag相组成,内外层界面形成稳定冶金结合;Ag含量增加对梯度合金表面孔隙率和平均孔径影响不大,但抗压强度值提高而弹性模量变化不明显,这主要与表面多孔层中TiAg和Ti2Ag相的强化作用有关;梯度合金在人工模拟体液中浸泡14 d后表面形成了大量类骨磷灰石层,显示了优异的体外生物活性,同时,Ag的加入显著提高了梯度合金的抗菌性能. 展开更多

关键词 NiTi梯度合金 放电等离子烧结 微观组织 力学性能 抗菌性能

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