生物医用超细晶钛及钛合金的研究进展

随着生物医用金属材料的市场应用快速增加,生物医用钛及钛合金已成为人体植入物的主要原料,然而相比于不锈钢及钴基合金,常规钛及钛合金虽在生物医用领域各方面性能都较为优异,但作为植入物处于人体较为复杂的环境中时,其各方面性能还有待提高。因此,超细晶钛及钛合金的研发在医用市场具有广阔的前景。目前,市场上超细晶金属材料的制备以剧烈塑性变形工艺为主,其中等通道转角挤压变形的制备方式较为成熟。对生物医用超细晶钛和钛合金的类型及特点作了简单的介绍,着重从等通道转角挤压变形方式制备的超细晶钛及钛合金在生物医学上的耐蚀性、生物相容性、力学性能及疲劳性能等方面进行了简述,对其在医疗市场的未来发展趋势作出了展望,并总结了其未来发展待解决的问题。

微波辅助均匀沉淀法制备Al掺杂ZnO粉体及其光催化性能研究

采用微波辅助均匀沉淀法制备Al掺杂ZnO粉体,通过X射线衍射仪和扫描电子显微镜对其结构和形貌进行表征,研究纳米Al掺杂ZnO粉体对甲基橙染料废水的光催化降解性能。结果表明:当pH=4.0、微波时间为15 min、微波功率为中火,Al掺杂ZnO粉体对甲基橙的降解率可达98%。

ECAP对SLM纯钛组织及其耐腐蚀性能的影响

为了提高纯钛在林格氏模拟体液和模拟口腔唾液环境中的耐腐蚀性能,采用等通道转角挤压(ECAP)技术对激光选区熔化(SLM)技术制备的商业纯钛进行改性处理。通过透射电子显微镜和电子背向散射衍射技术对SLM纯钛和SLM+ECAP纯钛进行组织检测,并在三电极体系下进行耐腐蚀性能的测试。结果表明:SLM+ECAP纯钛比SLM纯钛试样的晶粒尺寸小,晶界多,位错密度增大,极图的择优取向不太明显,但极密度有所增加。在林格氏模拟体液和模拟口腔唾液环境中,SLM+ECAP纯钛比SLM纯钛的自腐蚀电流密度小,极化电阻大,阻抗半径大。采用ZSimp Win软件对交流阻抗谱进行等效电路拟合,拟合结果和实验测量数据较为吻合。SLM+ECAP纯钛的耐腐蚀性能比SLM纯钛好。

ECAP对SLM纯钛组织演变和力学性能影响

等通道转角挤压(equal channel angular pressing,ECAP)成功对选择激光熔化(selective laser melting,SLM)制备的纯钛进行了改性处理。采用两通道夹角Φ=120°,ψ=20°的模具,在室温下对SLM制备的纯钛进行单道次变形改性处理,并对其显微组织和力学性能进行了评价。结果表明:SLM+ECAP纯钛试样组织细化,晶粒尺寸由13μm减小到7μm,位错密度增加。ECAP变形过程中,孪生和连续动态再结晶同时存在,拉伸与压缩孪晶的出现和位错密度的增加共同促使SLM+ECAP纯钛试样显微硬度增加了13%,屈服强度和极限抗拉强度分别提高了18%和20.4%,而延伸率略有减小。