本文關鍵詞：激光立體成形多孔鈦及其性能研究

  更多相關文章： 多孔鈦 激光立體成形 力學性能 羥基磷灰石 生物活性

【摘要】：為了改善種植體與骨彈性模量不匹配造成的應力遮擋效應,提高鈦的力學相容性,利用激光立體成形技術制備了多孔鈦,研究了激光工藝參數(shù)對多孔鈦孔結構、孔隙率和壓縮性能的影響,并利用堿處理和堿+預鈣化處理對多孔鈦試樣的生物活性進行了強化,分析表面活化處理對膜層組織形貌和生物活性的影響。得到的主要結論如下：(1)利用激光立體成形技術可制備孔隙率為38-54%的多孔鈦,激光工藝參數(shù)對多孔鈦的孔隙率影響顯著,隨激光功率的增大,孔隙率減��；隨激光平移距離和掃描速度的增大,孔隙率增大。(2)多孔鈦的壓縮應力-應變曲線分為三個階段：線彈性階段、塑性屈服(平臺)階段、致密化階段。隨孔隙率的增加,彈性模量和屈服應力急劇下降,屈服應力由孔隙率38.0%時的100MPa下降到54.1%時的38MPa,彈性模量由致密金屬鈦的110GPa下降為2-10GPa,能滿足骨替換材料的要求。(3)堿處理和堿+預鈣化處理使材料表面形成了多孔網(wǎng)狀結構,加快了羥基磷灰石的沉積速度,縮短了沉積時間,改善了生物活性。堿+預鈣化處理較堿處理具有更好的生物活化效果,試樣在模擬體液培養(yǎng)7天就能生成完整的羥基磷灰石膜層。
【關鍵詞】：多孔鈦 激光立體成形 力學性能 羥基磷灰石 生物活性
【學位授予單位】：南京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG665;R318.08
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-24
• 1.1 引言10
• 1.2 多孔鈦的結構特征10-12
• 1.2.1 鈦的結構和性能特點10-11
• 1.2.2 孔隙結構的提出11
• 1.2.3 生物醫(yī)用多孔材料的主要性能11-12
• 1.2.3.1 力學性能11-12
• 1.2.3.2 生物相容性12
• 1.2.3.3 耐蝕性能12
• 1.3 多孔鈦的制備方法12-18
• 1.3.1 粉末冶金法13
• 1.3.2 漿料發(fā)泡法13-14
• 1.3.3 固態(tài)發(fā)泡法14
• 1.3.4 凝膠注模法14
• 1.3.5 自蔓延高溫合成法14-15
• 1.3.6 激光快速成形技術15-18
• 1.4 激光立體成形技術18-21
• 1.4.1 激光立體成形技術簡介18-19
• 1.4.2 激光立體成形技術制備多孔鈦合金發(fā)展現(xiàn)狀19-21
• 1.5 表面活化21-22
• 1.5.1 羥基磷灰石(HA)21
• 1.5.2 堿處理(alkali treatment)21-22
• 1.5.3 預鈣化處理22
• 1.6 論文的研究意義和主要內容22-24
• 1.6.1 論文的研究意義22-23
• 1.6.2 論文研究的主要內容23-24
• 2 實驗材料及研究方法24-30
• 2.1 實驗的研究路線圖24-25
• 2.2 實驗材料及制備方法25-28
• 2.2.1 多孔鈦的制備25-27
• 2.2.1.1 實驗材料25
• 2.2.1.2 實驗系統(tǒng)25-26
• 2.2.1.3 成形方法26-27
• 2.2.2 堿處理和堿+預鈣化處理27
• 2.2.3 模擬體液培養(yǎng)27-28
• 2.3 多孔鈦的組織結構與性能檢測28-30
• 2.3.1 孔隙率的測定28
• 2.3.2 力學性能測試28-29
• 2.3.3 XRD物相分析29
• 2.3.4 微觀形貌觀察(SEM)29
• 2.3.5 傅里葉紅外分析29-30
• 3 制備工藝對多孔鈦孔隙結構及力學性能的影響30-42
• 3.1 多孔鈦的結構特征30-32
• 3.2 激光工藝參數(shù)對孔隙的影響32-37
• 3.2.1 激光功率對孔隙的影響32-34
• 3.2.2 激光平移距離對孔隙的影響34-35
• 3.2.3 掃描速度對孔隙的影響35-37
• 3.3 多孔鈦的壓縮性能研究37-40
• 3.3.1 多孔鈦的壓縮變形及其斷裂行為37-38
• 3.3.2 孔隙結構對多孔鈦壓縮性能的影響38-40
• 3.4 本章小結40-42
• 4 堿處理對多孔鈦生物活性的影響42-53
• 4.1 原始多孔鈦的體外培養(yǎng)研究42-43
• 4.2 堿處理后多孔鈦的組織特征43-46
• 4.2.1 堿處理后多孔鈦的表面形貌分析43-44
• 4.2.2 堿處理后多孔鈦的表面EDS分析44
• 4.2.3 堿處理后多孔鈦的XRD分析44-45
• 4.2.4 堿處理后多孔鈦的FTIR分析45-46
• 4.2.5 堿處理引起去離子水pH值變化46
• 4.3 堿處理對多孔鈦生物活性的影響46-51
• 4.3.1 堿處理多孔鈦SBF中培養(yǎng)后的表面形貌分析46-48
• 4.3.2 堿處理多孔鈦SBF中培養(yǎng)后的EDS分析48-50
• 4.3.3 堿處理多孔鈦SBF中培養(yǎng)后的XRD分析50-51
• 4.3.4 堿處理多孔鈦SBF中培養(yǎng)后的FTIR分析51
• 4.4 本章小結51-53
• 5 堿+預鈣化處理對多孔鈦生物活性的影響53-62
• 5.1 堿+預鈣化處理后多孔鈦的組織特征53-55
• 5.1.1 堿+預鈣化處理后多孔鈦的表面形貌分析53
• 5.1.2 堿+預鈣化處理后多孔鈦的表面EDS分析53-54
• 5.1.3 堿+預鈣化處理后多孔鈦的XRD分析54-55
• 5.2 堿+預鈣化處理對多孔鈦生物活性的影響55-59
• 5.2.1 堿+預鈣化處理多孔鈦SBF中培養(yǎng)后的表面形貌分析55-56
• 5.2.2 堿+預鈣化處理多孔鈦SBF中培養(yǎng)后的EDS分析56-58
• 5.2.3 堿+預鈣化處理多孔鈦SBF中培養(yǎng)后的XRD分析58
• 5.2.4 堿+預鈣化處理多孔鈦SBF中培養(yǎng)后的FTIR分析58-59
• 5.3 多孔鈦的生物活化機理59-60
• 5.4 本章小結60-62
• 6 結論62-63
• 致謝63-64
• 參考文獻64-71
• 附錄71

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張鳳英;譚華;陳靜;李弈;;元素混合法激光立體成形鈦合金過程中缺陷形成研究[J];熱加工工藝;2012年14期

2 張訊;譚華;錢遠宏;;相交筋板結構激光立體成形的結構優(yōu)化設計[J];應用激光;2014年01期

3 黃衛(wèi)東,李延民,馮莉萍,陳靜,楊海歐,林鑫;金屬材料激光立體成形技術[J];材料工程;2002年03期

4 黃衛(wèi)東;林鑫;;激光立體成形高性能金屬零件研究進展[J];中國材料進展;2010年06期

5 黃瑜;陳靜;張鳳英;林鑫;黃衛(wèi)東;;熱處理對激光立體成形TC11鈦合金組織的影響[J];稀有金屬材料與工程;2009年12期

6 王俊;林鑫;黃春平;楊海歐;黃衛(wèi)東;;時效處理對激光立體成形17-4PH不銹鋼組織及性能的影響[J];中國激光;2011年12期

7 趙衛(wèi)衛(wèi);;激光立體成形Inconel718高溫合金顯微組織的研究[J];科技資訊;2014年04期

8 張方;陳靜;薛蕾;張鳳英;林鑫;黃衛(wèi)東;;激光立體成形Ti60合金組織性能[J];稀有金屬材料與工程;2010年03期

9 許小靜;林鑫;黃衛(wèi)東;王亮;;激光立體成形Ti-80%Ni合金顯微組織及力學性能[J];金屬學報;2010年09期

10 張鳳英;譚華;陳靜;林鑫;;激光立體成形Ti-Al-V系的合金力學性能[J];中國激光;2012年06期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 鐘原;羅天勇;張國書;;激光立體成形CLF-1的微觀組織結構分析[A];中國核科學技術進展報告（第二卷）——中國核學會2011年學術年會論文集第7冊（核電子學與核探測技術分卷、脈沖功率技術及其應用分卷、核聚變與等離子體物理分卷）[C];2011年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 黃衛(wèi)東 教授 博士生導師 西北工業(yè)大學凝固技術國家重點實驗室主任;激光立體成形：高性能增材制造技術的代表[N];中國航空報;2013年

2 ;邁向世界領先的步伐[N];科技日報;2012年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 續(xù)琳琳;激光立體成形多孔鈦及其性能研究[D];南京理工大學;2016年

2 楊海歐;Rene95合金激光立體成形顯微組織與力學性能研究[D];西北工業(yè)大學;2002年

3 穆亞星;激光立體成形多孔鈦的生物學性能的研究[D];第四軍醫(yī)大學;2014年

4 劉歡;1Cr11Ni2W2MoV馬氏體不銹鋼激光立體成形的應用與研究[D];東北大學;2014年

，

本文編號：1075386