Ti35Nb7Zr-xHA生物复合材料的微观组织与性能研究

作     者：单文瑞 张玉勤 何正员 蒋业华 SHAN Wenrui;ZHANG Yuqin;HE Zhengyuan;JIANG Yehua

作者机构：昆明理工大学材料科学与工程学院昆明650093 金属先进凝固成形及装备技术国家地方联合工程实验室昆明650093 

出 版 物：《材料导报》 (Materials Reports)

年 卷 期：2017年第31卷第22期

页      面：60-64页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

基　　金：国家自然科学基金(31660262) 云南省教育厅科学研究基金(2016ZZX049) 

主　　题：钛基生物复合材料 羟基磷灰石 微观组织 力学性能 体外生物活性 

摘      要：为了改善Ti-Nb-Zr合金的生物活性,采用放电等离子烧结(SPS)技术制备了不同羟基磷灰石(HA)含量的Ti35Nb7Zr-xHA(x=0、5、10、20(质量分数,%))生物复合材料,研究了HA含量对复合材料微观组织、力学性能及体外生物活性的影响。结果表明,复合材料主要由β-Ti、α-Ti、HA及陶瓷相(Ti_xP_y、CaTiO_3、Ti_2O、CaO)组成;HA含量增加会导致β-Ti减少而α-Ti和陶瓷相明显增多;与Ti-35Nb-7Zr合金(E:45GPa,σ:1 736 MPa)相比,HA含量为5%和10%时,复合材料的抗压强度分别为1 662MPa和1 593MPa,弹性模量分别为48GPa和49GPa,综合力学性能与Ti-35Nb-7Zr合金接近,展现出良好的力学性能,而过高的HA含量(20%)会导致复合材料弹性模量明显升高(E:55GPa)、抗压强度急剧下降(σ:958 MPa),复合材料的力学性能降低;体外生物活性实验表明,加入10%HA的复合材料在人工模拟体液(SBF)中浸泡7d后表面生成了大量的类骨磷灰石层,与Ti-35Nb-7Zr合金相比,其显示出更优异的体外生物活性。