激光选区熔化生物医用Ti-6Al-4V合金的弯曲疲劳行为

分析了SLM Ti-6Al-4V合金的弯曲疲劳行为及相应的微观组织和断口形貌,设置与SLM试样化学成分相同的轧制态Ti-6Al-4V合金进行对比研究.采用X射线衍射(XRD)、结合电子背散射衍射(EBSD)的扫描电子显微镜(SEM)对合金的微观组织进行分析.结果表明,三点弯曲疲劳裂纹起始于准解理断裂表面附近的应力集中,随后向内扩展.SLM成形Ti-6Al-4V合金的弯曲疲劳寿命高于轧制成形Ti-6Al-4V合金,SLM Ti-6Al-4V合金内部孔洞缺陷导致表面附近应力集中,促进疲劳裂纹形核;而SLM Ti-6Al-4V合金中随机取向的α+β晶粒、二次裂纹和孔洞延缓了裂纹扩展,提高了疲劳寿命.对于轧制态Ti-6Al-4V合金,由大量近似取向α晶粒组成的宏观区引起应力集中,形成微裂纹,导致疲劳裂纹形核,而且宏观区对裂纹扩展的阻碍作用较小,不利于材料的疲劳寿命.

激光选区熔化钴铬烤瓷合金金瓷结合界面的特性

背景:激光选区熔化技术制作的钴铬烤瓷合金正被广泛应用于牙科修复领域,但目前该工艺对钴铬烤瓷合金金瓷结合性能的影响存在争议。目的:观察牙科用激光选区熔化钴铬烤瓷合金金瓷结合界面的特性。方法:分别采用精密铸造法与激光选区熔化法制备钴铬烤瓷合金试件,烤瓷后利用万能试验机、扫描电镜、能谱仪、金相显微镜等方法观察其金瓷结合强度、显微组织、结合界面特性及断裂行为。结果与结论:①精密铸造钴铬合金的金瓷结合强度大于激光选区熔化钴铬合金(P<0.05);②金相显微镜显示,激光选区熔化钴铬合金具有细小的晶粒和较均匀的基体,精密铸造钴铬合金显示了典型的铸造树枝晶组织,具有粗大的晶粒,粗大的晶粒中具有大量岛状的第二相组织;③扫描电镜显示,精密铸造钴铬合金的金瓷反应扩散层厚于激光选区熔化钴铬合金;④扫描电镜显示,精密铸造钴铬合金烤瓷件偏向于内聚断裂,激光选区熔化钴铬合金烤瓷件偏向于黏附断裂;⑤结果表明,激光选区熔化钴铬烤瓷合金的金瓷结合强度虽低于精密铸造钴铬合金,但仍能满足标准YY0621.1-2016的金瓷结合强度要求。

激光选区熔覆牙科用钴铬钼合金的金瓷结合性研究

为解决传统铸造的钴铬钼烤瓷修复体(CAST)在临床应用中存在的崩瓷、瓷剥落等问题,对激光选区熔覆(selective laser melting,SLM)技术制作的牙科钴铬钼合金进行了金瓷结合性研究,以探求SLM技术在临床应用的可行性。使用SLM成型机制备金瓷结合、热膨胀系数试样,以CAST制作的铸造钴铬钼合金为对比,借助金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、热膨胀仪等分析测试方法,通过对其显微结构、相组成、热膨胀系数、金瓷结合强度及其结合界面的研究综合评价SLM制作的钴铬钼合金的金瓷结合性。研究结果表明:SLM制作的钴铬钼合金的相组成主要包含FCC结构的α相和HCP结构的ε相,不含针状有害相σ相,且α相的含量达到84%;SLM制作的钴铬钼合金在25~500℃的平均线膨胀系数为13.874×10^(-6)/K,低于同类铸造钴铬钼合金试样,金属基体与陶瓷的热匹配性更好;SLM钴铬钼合金的金瓷结合强度为(36.55±1.78)MPa,明显高于铸造合金(P<0.01),且数值稳定性更好;钴铬钼合金与陶瓷的断裂模式是黏附开裂,与结合界面处金属与陶瓷润湿性和内生氧化膜形态有关;SEM分析发现SLM制作的烤瓷件合金与陶瓷的润湿情况较好,无微孔等缺陷,内生氧化膜厚度较厚;CAST制作的铸造烤瓷件合金与陶瓷的润湿性较差,存在微孔等缺陷,内生氧化膜的厚度较薄。通过与CAST制作的铸造钴铬钼合金性能对比发现,SLM制作的钴铬钼合金具有更好的金瓷结合性,这为SLM技术在牙科修复临床应用提供参考。

碳化硅陶瓷连接技术研究现状

为预防和应对核电站事故,ATF(Accident Tolerant Fuel)材料的概念应运而生,包覆核燃料芯体的包壳管的材料选用及制造于此具有重要意义。SiC陶瓷凭借其优异的力学性能、耐腐蚀性能及抗辐照性能,成为下一代核燃料包壳管的候选材料。受限于SiC陶瓷的固有特性,SiC基包壳管难以一体成形,为确保端盖处气密性,SiC的连接技术成为国内外学者的研究重点。就SiC陶瓷基本性质、核领域应用前景和制备方法等方面进行了介绍。着重整理了SiC陶瓷的扩散焊连接和钎焊连接等常用连接技术研究现状,分析了Ti、Mo和Ni/Ti等扩散焊连接材料及Ag-Cu基、Pd基、Co基、Ni基、Ti基和Al基等钎料的优劣,论述了不同连接材料在高温、辐照、腐蚀等环境下的性能差异。就SiC陶瓷的连接技术在核包壳管的应用方面进行了评价及展望。

SLM成形生物医用钴铬合金的研究现状

选区激光熔化成形技术为生物医疗器件的制备提供了新的途径,因为其可以用个性化的方式来制备结构复杂的医用器件。钴铬合金由于其优异的生物相容性和力学性能,故被广泛应用在心血管、齿科修复和骨科植入物当中。介绍了选区激光熔化成形生物医用钴铬合金的微观组织及其力学性能等方面的研究现状,为选区激光熔化成形生物医用钴铬合金的发展和应用提供了参考。