医用多孔钛基金属材料制备及性能的研究

《医用多孔钛基金属材料制备及性能的研究》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、分类号：密级：UDC：编号：工学博士学位论文医用多孔钛基金属材料制备及性能研究博士研究生：侯乐干指导教师：郑玉峰教授学位级别：工学博士学科、专业：材料学所在单位：材料科学与化学工程学院论文提交日期：2013年04月24日论文答辩日期：2013年06月15日学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertationfortheDegreeofD.EngStudiesonthepreparationandpropertiesofporousTi-basedmetallicmateria

2、lsforbiomedicalapplicationsCandidate:HouLeganSupervisor:Prof.ZhengYufengAcademicDegreeAppliedfor:DoctorofEngineeringSpecialty:MaterialsScienceDateofSubmission:Apirl24,2013DateofOralExamination:June15,2013University:HarbinEngineeringUniversity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声

3、明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论

4、文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月日医用多孔钛基金属材料制备及性能研究摘要采用粉末冶金法制备多孔钛、多孔Ti-Ag合金和多孔Ti-

5、Si合金材料，重点研究多孔钛基金属材料的制备工艺，以及球磨工艺、Ag、Si元素对多孔钛基金属材料的微观结构、力学性能、磷灰石形成能力及细胞毒性的影响。通过行星球磨获得不同特性的钛粉末、Ti-Ag混合粉、Ti-Si混合粉，以尿素为造孔剂，在氩气气体保护气氛下高温烧结获得多孔钛、多孔Ti-Ag合金和多孔Ti-Si合金材料，并对其进行碱处理表面活化改性，通过模拟体液浸泡实验评价碱处理后多孔钛基金属材料的磷灰石形成能力。采用激光粒度分析仪、X射线衍射仪、扫描电子显微镜分析不同球磨工艺下制备的钛粉末的粒径、微观结构。采用压缩试验测

6、试制备的多孔钛基金属材料的力学性能。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪分析多孔钛基金属材料碱处理改性后的孔隙特征、微观结构，以及模拟体液浸泡后试样表面羟基磷灰石生长情况。采用MTT法评价多孔钛、多孔Ti-Ag合金和多孔Ti-Si合金材料的细胞毒性。不同行星球磨时间（1h、5h、10h）制备的α-Ti钛粉末平均粒径29.25～1.84μm，23体积比表面积0.24～3.90m/mm，钛粉末由α-Ti钛颗粒组成。球磨时间增加钛颗粒粒径减小，体积比表面积增加，钛晶粒逐渐细化；球磨时间5h时球磨工艺的细化效率

7、最高。制备的多孔钛的孔隙大小350±150μm，孔隙率46.5～66.5%，制备的多孔钛物相结构为α-Ti+TiO，抗压强度15.7～61.9MPa，弹性模量0.9～1.9GPa。球磨时间增加，制备的多孔钛孔隙率下降，孔隙尺寸减小，压缩强度和弹性模量升高。球磨时间增加，多孔钛中TiO相量和多孔钛表面含氧量增加。行星球磨5h制备不同Ag含量（1wt%、3wt%、5wt%）的Ti-Ag混合粉平均粒径232.08～2.13μm，体积比表面积3.37～3.46m/mm。添加少量（1～5wt%）Ag有利于细化混合钛粉粒径，但细化效

8、果较弱。Ti-Ag混合粉末由α-Ti钛颗粒和均匀分布的单质Ag颗粒组成，球磨过程没有发生物相变化，仅形成片状的机械混合结构的Ti-Ag复合体。多孔Ti-Ag合金材料的孔隙大小350±150μm，孔隙率57.8～59.5%，物相组成为α-Ti和TiO，抗压强度27.9～32.8MPa，弹性模量1.2～1.5GPa。Ag