醫(yī)用多孔NiTi合金的微波燒結(jié)制備、顯微結(jié)構(gòu)及性能研究.pdf

1、多孔NiTi合金的多孔構(gòu)造有利于新骨組織的長入,便于植入物與人體骨組織的連接更為牢固;有利于人體體液營養(yǎng)成分的傳輸和交換;有效地降低合金的彈性模量使其更匹配于人體硬組織。同時,多孔NiTi合金還保持了優(yōu)秀的形狀記憶效應(yīng)和獨特的超彈性,故多孔NiTi合金已成為硬組織修復(fù)和替代外科植入的熱門材料之一。本文采用微波燒結(jié)法制備多孔NiTi合金,研究了工藝參數(shù)和造孔劑對多孔NiTi合金的顯微組織結(jié)構(gòu)以及力學(xué)性能等方面的影響規(guī)律,以及對微波燒結(jié)多孔

2、NiTi合金的機理進(jìn)行了探討。另外,系統(tǒng)研究了造孔劑NH4HCO3的含量和粒徑對多孔NiTi的相變行為、超彈性、滲透性和耐蝕性的影響。
　　研究結(jié)果顯示,微波燒結(jié)制備的多孔NiTi合金物相,基本是由NiTi、Ti2Ni以及Ni3Ti構(gòu)成,當(dāng)采用羰基Ni粉且不添加NH4HCO3時,可制得純凈、無雜質(zhì)的NiTi相;隨著NH4HCO3含量的增加和粒徑的增加、多孔NiTi合金的孔隙率和孔徑增加,Ti2Ni相、Ni3Ti相等雜相數(shù)量增加;隨

3、著燒結(jié)溫度的增加,合金孔隙率下降,而Ti2Ni相、Ni3Ti相等雜相數(shù)量減少。隨著Ni、Ti粒徑的增大,合金的孔徑、孔隙率和雜相數(shù)量均增加;在本實驗條件下,壓制壓力和保溫時間對其物相和孔隙結(jié)構(gòu)影響都不大。
　　隨著孔隙率的增大,多孔NiTi合金的硬度、抗彎強度、壓縮強度和彈性模量均逐漸降低;當(dāng)孔隙率保持不變,隨著平均孔隙直徑的增加(97μm增大到294μm),多孔NiTi合金的硬度、抗壓強度和彈性模量均呈現(xiàn)“S”型變化趨勢,在孔徑

4、為238μm時,各性能獲得最大值,而抗彎強度則先減小再增大。孔隙率和平均孔徑對合金的超彈性、滲透性、耐蝕性等影響較大,而對其相變行為影響不大。隨著孔隙率和孔徑的增大,多孔NiTi合金的超彈性均逐漸降低,當(dāng)預(yù)變形量為8％時,孔隙率為22.1%的超彈性為5.18%,孔隙率為50.1%的超彈性為4.07%。滲透性隨孔隙率的增大而增大,當(dāng)孔隙率大于50.1%時,接觸角隨時間的延長迅速降低,滲透性隨孔徑的增大先增大后減小,當(dāng)平均孔徑為149μm時