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烧结Ti24Nb4Zr7.9Sn合金制备与性能信

收藏本文 2024-03-02 点赞:5487 浏览:18073 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:Ti-24Nb-4Zr-7.9Sn合金具有良好的力学性能、低密度、高比强度、低弹性模量、良好的耐腐蚀性好及生物相容性等优点,以而成为新一代的特殊的β型生物医用钛合金。本论文采取真空烧结和放电等离子烧结制备了致密的Ti-24Nb-4Zr-7.9Sn合金。系统探讨了烧结工艺对Ti-24Nb-4Zr-7.9Sn合金组织和性能的影响,通过腐蚀电化学和生物腐蚀实验考察了合金的耐腐蚀性能和生物腐蚀。主要探讨结果如下:1.粉末冶金真空烧结制备Ti-24Nb-4Zr-7.9Sn合金,其最佳烧结工艺为:烧结温度1250℃和保温时间2小时。合金的相对密度为97.2%,拉伸强度为705MPa,延长率为5.6%,维氏硬度为547Hv,弹性模量35.1GPa。金相组织是典型的魏氏体组织,由β晶粒和针状的α相组成,材料组织均匀致密,晶粒大小约为46μm,合金断口形貌为有较多韧窝,断裂主要是以韧性断裂与脆性断裂共存的形式有着。2.利用放电等离子烧结能在较短时间内制备了高密度Ti-24Nb-4Zr-7.9Sn合金,其烧结温度为1250℃,保温时间10min,合金的相对密度为99.4%,拉伸强度为789.5MPa,延长率为6.4%,维氏硬度为556Hv,弹性模量34.53GPa。合金组织均匀细小,金相组织主要由β相组成,晶粒大小约为45μm,合金断口形貌韧窝较多,断裂主要是以韧性断裂形式有着。通过比较两种烧结工艺制备的钛合金的致密度、力学性能、弹性模量及显微组织形貌,采取放电等离子烧结技术制备的合金综合性能显著优于粉末冶金真空烧结。3.采取三电极电化学工作系统,测量出极化曲线,计算自腐蚀电位、自腐蚀电流密度和极化电阻等电化学参数,在生物体模拟液电化学实验中,在1250℃,保温2h粉末冶金真空烧结制备的钛合金有较好的耐腐蚀性能,在1250℃,保温10min采取放电等离子烧结法制备的钛合金耐腐蚀性能最佳,以电化学参数浅析,放电等离子烧结制备的钛合金在生物体模拟液的耐腐蚀性能优于粉末冶金真空烧结制备的钛合金。4.Ti-24Nb-4Zr-7.9Sn合金经生物学腐蚀实验后,除有极个别孔蚀外,合金表面未出现腐蚀痕迹,合金具有较好的抗蚀性,粉末冶金真空烧结制备的钛合金在生物模拟液中的耐生物腐蚀性能比放电等离子烧结制备的钛合金更好,都具有较好的耐生物腐蚀性。关键词:Ti-24Nb-4Zr-7.9Sn论文粉末冶金论文放电等离子烧结论文力学性能论文生物腐蚀论文

    摘要5-6

    Abstract6-10

    第一章 绪论10-20

    1.1 生物医用材料进展概况10-12

    1.2 生物医用钛合金探讨近况12-18

    1.2.1 生物医用钛合金探讨情况及有着不足12-16

    1.2.2 生物医用钛合金进展走势16-17

    1.2.3 Ti-24Nb-4Zr-7.9Sn合金的探讨近况17-18

    1.3 选题背景与探讨作用18-19

    1.4 本论文的主要探讨内容19-20

    第二章 实验材料与策略20-28

    2.1 实验原材料及设备20-23

    2.1.1 粉末性质20

    2.1.2 复合粉末形貌20

    2.1.3 仪器及型号20

    2.1.4 实验用溶剂20-23

    2.2 实验案例23-25

    2.2.1 技术路线23

    2.2.2 烧结工艺23-25

    2.3 实验策略25-28

    2.3.1 机械性能测试25-26

    2.3.2 性能表征26

    2.3.3 腐蚀电化学实验26-27

    2.3.4 生物腐蚀实验27-28

    第三章 Ti-24Nb-4Zr-7.9Sn合金烧结工艺及性能探讨28-46

    3.1 粉末冶金真空烧结制备Ti-24Nb-4Zr-7.9Sn合金28-37

    3.1.1 烧结温度对合金力学性能的影响28-31

    3.1.2 保温时间对合金力学性能的影响31-33

    3.1.3 合金的显微组织33-35

    3.1.4 合金的断口形貌35-37

    3.2 放电等离子烧结制备Ti-24Nb-4Zr-7.9Sn合金37-42

    3.2.1 烧结温度对合金力学性能的影响37-40

    3.2.2 合金的显微组织40-41

    3.2.3 合金的断口形貌41-42

    3.3 Ti-24Nb-4Zr-7.9Sn合金烧结工艺的比较42-44

    3.4 本章小结44-46

    第四章 Ti-24Nb-4Zr-7.9Sn合金的腐蚀电化学及生物腐蚀探讨46-68

    4.1 不同烧结工艺Ti-24Nb-4Zr-7.9Sn合金腐蚀电化学行为探讨46-57

    4.1.1 粉末冶金制备钛合金在模拟体液中的腐蚀电化学行为46-50

    4.1.2 粉末冶金制备钛合金在模拟唾液中的腐蚀电化学行为50-53

    4.1.3 放电等离子烧结制备钛合金在模拟体液中的腐蚀电化学行为53-55

    4.1.4 放电等离子烧结制备钛合金在模拟唾液中的腐蚀电化学行为55-57

    4.2 Ti-24Nb-4Zr-7.9Sn合金生物腐蚀探讨57-67

    4.2.1 粉末冶金制备钛合金的生物腐蚀实验57-62

    4.2.2 放电等离子烧结制备钛合金的生物腐蚀实验62-67

    4.3 本章小结67-68

    第五章 结论与展望68-70

    5.1 本论文主要结论68-69

    5.2 展望69-70

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