两种包埋材料对钛铸件质量影响实验探究

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1、两种包埋材料对钛铸件质量影响实验探究【摘要】目的对比自制ZrP99�包埋材料与日本TIME铸钛专用包埋材料对钛铸件质量的影响，探讨为临床提供一种物美价廉的国产铸钛包埋材料的可能性。方法用两种不同包埋材料分别包埋铸造钛件。用钛金属表面性状评估，铸件的气孔含量分析，显微硬度测试及金相组织分析等技术对钛铸造件的质量进行分析。然后经统计学处理。结果自制ZrP��99�包埋材料与日本TIME铸钛专用包埋材料对钛铸造件质量影响差异无统计学意义。结论国产自制ZrP��99�包埋材料有可能在临床上应用于钛铸件的包埋

2、铸造。【关键词】ZrP��99�；包埋材料钛在本世纪40年代被引入医学领域，发展至今已被公认为理想的生物金属材料。研究显示，钛铸件与包埋材料的关系极为密切。目前，认为锆系包埋材料是最有发展前景的材料之一。铸钛用包埋材料的研究主要集中在如何降低钛与包埋材料的反应，提高包埋材料的膨胀系数，操作工艺简便和价格低廉，降低成本等方面。本实验通过与日本TIME铸钛采用包埋材料相对比，旨在探讨一种国产自制锆系包埋材料，以期能为临床上应用物美价廉的铸钛包埋材料提供理论和实验依据。71材料与方法1．1实验材料1．1．

3、1自制ZrP��99�包埋材料：将适合此例的ZrO�2与国产普通高温包埋材料混合配制成ZrP��99�铸钛包埋材料。日本TIME铸钛采用包埋材料主要成份是醋酸锆。1．1．2铸型的制作用蜡片制作10mm×10mm×1．5mm的蜡型9×2=18个，每个铸圈内按45°、90°、180°插三个蜡型共6个铸圈。1．1．3铸造钛材由西北有色金属加工厂提供的纯钛块。型号KS�50，JIS2级含量99．5%。1．2实验器材真空搅拌机（美国产），茂福炉（美国产），德国KAVO电脑控制，电阻炉，喷砂机，真空加压吸引铸造

4、设备（日本产森田YCLARCⅡ型铸钛机），全相显微镜CMM5型，德国Leitz公司。1．3实验方法1．3．1用无水乙醇分别处理蜡型的表面，用蜡将蜡型按前面所提方向固定在浇口杯的总铸道上。1．3．2每个铸圈内固定3个蜡型共6个铸圈，分成两组。1．3．3铸圈应室温下放置4h。用蒸馏水按一定比例分别在真空搅拌机中调和适合比例ZrP��99�包埋材料。71．3．4将两种包埋材料分别包埋3个铸圈。1．3．5铸圈的焙烧将包埋完成的铸围在室温下放置1h后，放入茂福炉内从室温开始以每分钟9℃的升温速度升至260℃，

5、保持几分钟后再以每分钟9℃的速度升至850℃保持�60min�，自然冷却至450℃保持此温度开始铸造。1．3．6铸造将钛块放入焙化室内，调整好电极与钛块的距离，将铸圈放入铸造室内，关好各室内的门，起动电脑控制电路，整个铸造过程由电脑控制自动完成。1．3．7砂钛铸件表面处理铸造完成后，立即将铸圈投入冷水中，待完全冷却后去隐包埋材料，用喷砂机（GCSH�2）气压4kg/cm�2，距离5mm，持续10s进行铸件表面处理后待测。1．4检测方法1．4．1肉眼观察铸件的表面性状将处理好的铸件，每组9件，用肉眼观

6、察铸件表面是否结构完整，有无缩孔及铸造缺陷，表面色泽如何等。1．4．2钛铸件气孔含量检测将两组铸件的每一个铸件从中心处截断，将断面抛光，超声清理，吸干，用Leica公司的MEF4A显微镜和显微图像分析仪进行截面测量，测量铸件的气孔面积含量。1．4．3显微硬度检测7将两组铸件均用从中心处截成两半，用树脂包埋，断面暴露，按金相测试要求进行抛光，用M�Ⅱ型显微硬度仪测量表现硬度。1．4．4金相分析将两组钛铸件再次抛光，并用金相处理液稀释后，揩试腐蚀，时间为5s。在MM�5型金相显微镜下观察钛铸件的显微结构

7、。1．4．5数据处理采用t检验进行数据处理。2结果2．1肉眼观察两组18个铸件表面结构完整，光滑，无缩孔及铸造缺陷，表面呈银灰色，氧化着色少。2．2钛铸件的气孔含量检测通过Leica公司的MEF4A显微镜和图像分析仪测量的铸造件的内部气孔面积含量如下：自制ZrP��99�包埋材料组的铸件有2个铸件有少量气孔，日本TIME铸钛专用包埋材料仅有1个铸件有少量气孔，经统计学处理，铸件的气孔含量(0．3±0．01）%、（0．27±0．01)%。两组间差异无统计学意义（P>0．05）。2．3钛铸件的显微硬度测

8、试通过德国产的M�Ⅱ型显微硬度仪测量两组的铸件显微硬度值，铸件的显微硬度值（205±2．35）%、（96±2．50）%。两组间差异无统计学意义�（P>�0．05）。2．4钛铸件的金相检测通过金相显微镜，在放大200倍下观察：自制ZrP��99�包埋材料的铸件的晶格排列有序，表面污染层较薄，约507mm，针状相比较细短。日本TIME铸钛专用包埋材料的铸件晶格排列也较整齐有序，针状相更细短。3讨论由于钛具有独特的理化性能，力学性能，生物学性能和综合工艺性能，是目前最理想的