Ti-Nb合金的腐蝕性能及生物活性研究.pdf

1、Ti-Nb 合金不僅具有較低的彈性模量，而且在一定成分區(qū)間還會(huì)表現(xiàn)出形狀記憶效果，因而，作為醫(yī)用植入材料具有很大的應(yīng)用潛力。近年來，對(duì)該合金的成分、相組成、力學(xué)性能及形狀記憶特性均做了較為深入的研究。作為醫(yī)用植入材料，不僅需要良好的力學(xué)性能，還需要有優(yōu)良的抗腐蝕性能和生物相容性。因此，本論文在充分認(rèn)識(shí)Ti-Nb 合金的合金元素及熱處理工藝與顯微組織及力學(xué)性能關(guān)系的基礎(chǔ)上，研究了Nb 含量及顯微組織對(duì)合金在NaCl 溶液中的腐蝕行為的影響

2、，并對(duì)不同Nb 含量的Ti-Nb 合金在人體模擬液中的生物活性進(jìn)行了評(píng)估。同時(shí)，用粉末冶金法制備了Ti-35Nb 泡沫材料，研究了表面活性處理時(shí)的強(qiáng)堿浸蝕作用對(duì)其力學(xué)性能的影響。
　　 研究結(jié)果表明，Nb 含量對(duì)Ti-Nb 合金的顯微組織有很大影響，固溶狀態(tài)下，Nb 含量為25-45wt.％的Ti-Nb 合金主要由β和α''相組成，Nb 含量超過30wt.％時(shí)，合金主要由β相組成，而當(dāng)Nb 含量降低到25wt.％時(shí)，合金主要由α

3、''相組成。Nb 含量及顯微組織對(duì)Ti-Nb 合金的力學(xué)性能會(huì)產(chǎn)生顯著影響，隨著Nb 含量的增加，硬度值先減小后增加，Ti-40Nb 合金的硬度達(dá)到最小值。而對(duì)于Ti-25Nb 合金，當(dāng)時(shí)效溫度為400 ℃時(shí)，硬度值明顯增加，而當(dāng)時(shí)效溫度進(jìn)一步提高到500 ℃時(shí)，合金的硬度有所降低。電化學(xué)腐蝕實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在NaCl 溶液中，Ti-Nb 合金表現(xiàn)出較高的抗腐蝕性能。Nb 含量及顯微組織對(duì)合金的抗腐蝕性能有一定的影響，具體表現(xiàn)在隨Nb 含

4、量的增加，合金的抗腐蝕能力增強(qiáng)，Ti-35Nb 合金表現(xiàn)出最佳的抗腐蝕性能。而對(duì)于Ti-25Nb 合金來說，單相馬氏體α''組織較兩相組織具有更優(yōu)的抗腐蝕性能。Nb 含量對(duì)Ti-Nb 合金的生物活性有很大的影響，經(jīng)堿處理和熱處理后的Ti-25Nb 合金在人體模擬液中浸泡3周后可得到致密均勻的磷酸鈣沉積層，表現(xiàn)出良好的的生物活性，而隨著Nb含量的增加，合金表面形成磷酸鈣的能力下降。堿處理和熱處理后能大幅度降低多孔Ti-Nb 合金的強(qiáng)度，其