多孔鈦制備方法及結(jié)構(gòu)性能影響因素研究.pdf

1、本文使用占位填料法和凝膠鑄造法制備多孔鈦，通過(guò)調(diào)整孔隙率使多孔鈦力學(xué)性能與骨組織力學(xué)性能匹配，以減輕鈦植入體材料與骨組織的應(yīng)力屏蔽。
　　 使用占位填料法制備多孔鈦，選取兩種鈦粉（10～40μm、5～20μm），造孔劑為碳酸氫銨(100～400μm)，在10-3Pa真空中進(jìn)行燒結(jié)?？疾闊Y(jié)溫度、保溫時(shí)間、升溫時(shí)間、鈦粉含量對(duì)多孔鈦微結(jié)構(gòu)（孔隙率、開(kāi)孔率）與力學(xué)性能（最大抗壓強(qiáng)度、楊氏模量）的影響。燒結(jié)溫度選為1000℃、1100

2、℃、1200℃、1300℃;保溫時(shí)間選為1h、1.5 h、2h、3 h;升溫時(shí)間選為4.5 h、5h、5.5 h、6 h;鈦粉含量選為45％、50％、55％、60％、65％。結(jié)果表明:在燒結(jié)溫度1200℃、保溫時(shí)間2h、升溫時(shí)間4.5h、鈦粉含量50％、鈦粉粒徑范圍10～40μm的條件下，多孔鈦的微結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能最佳，孔隙率為63.5％，開(kāi)孔率為64.9％，最大抗壓強(qiáng)度為150.7MPa，彈性模量為2.91 GPa，宏孔與微孔的孔徑范圍

3、分別為100～400μm與10～40μm。燒結(jié)溫度、保溫時(shí)間對(duì)多孔鈦的微結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能影響較大，燒結(jié)溫度為主要因素，保溫時(shí)間為次要因素，升溫時(shí)間影響較小。鈦粉含量對(duì)多孔鈦的微結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能影響明顯。
　　 在此基礎(chǔ)上，加入氫化鈦（100～400μm），以研究氫化鈦對(duì)多孔鈦微結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能的影響，氫化鈦加入量選為5％，7.5％，10％，12.5％，15％，20％。結(jié)果表明:氫化鈦加入量為10％（鈦粉與氫化鈦質(zhì)量比為4∶1）時(shí)，多孔

4、鈦的微結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能最佳，孔隙率為69.5％，開(kāi)孔率為70.2％，最大抗壓強(qiáng)度為180.6MPa，彈性模量為3.12 GPa，宏孔與微孔的孔徑范圍分別為100～500μm與10～50μm。氫化鈦加入量小于10％，有助于提高多孔鈦的微結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能與孔徑范圍。
　　 使用凝膠鑄造法制備多孔鈦，無(wú)水氯化鋰為4g、甲殼素為0.56 g、N-N，二甲基乙酰胺為100ml時(shí)，制備的漿料最佳，此時(shí)制備的多孔鈦，孔隙率為56.4％，開(kāi)孔率為6