会议专题

生物钛合金相图、相平衡热力学及合金设计的研究

由于耐蚀性好、模量低、无毒、生物相容性优异等特性,钛及钛合金被广泛用作生物植入体材料用于医疗领域.当金属材料植入生物体后,如果它的模量过高,对于外界载荷反应的刚度就会和骨组织差异很大,如果载荷都由植入体承担,植入部位周围的骨骼和肌肉等就会缺少锻炼,长期会造成肌肉萎缩等健康隐患,这就是应力屏蔽效应,故研发具有接近人体组织弹性模量的植入材料一直是材料研究工作的热点.亚稳β钛合金是一种最有希望的低模量植入材料,该亚稳β钛合金主要由钛与合金元素Nb、Zr、Mo、Ta、Sn等组成,为了给该亚稳β生物钛合金的设计提供一定的数据支持.本文研究了钛合金的相平衡热力学和扩散动力学研究,并探索了用扩散偶方法高通量测量p生物钛合金弹性模量的可行性。本文主要研究:(1)采用CALPHAD技术优化计算了二元系Ta-Sn的热力学参数,以及三元系Ti-Nb-Ta、T-Zr-Nb以及Ti-Zr-Sn热力学参数。根据文献中实验数据计算了Ti-Ta和Ti-Zr二元系中亚稳相的热力学参数。(2)采用合金法,通过X射线衍射、扫描电镜、电子探针等检测分析手段,实验测定了Ti-Nb-Sn和Ti-Ta-Sn两个体系在973K和1173K的等温截面。(3)根据Ti-Sn系的热力学参数及文献实验数据,采用CALPHAD方法评估了Ti-Sn体系中bcc相的原子移动性参数,根据经验公式计算了hcp相部分原子移动性参数。

植入材料 钛合金 弹性模量 相平衡热力学 扩散动力学

王建丽 刘立斌

湖南工业大学冶金工程学院,株洲412007;中南大学材料科学与工程学院,长沙,410083 中南大学材料科学与工程学院,长沙,410083

国内会议

第十七届全国相图学术会议暨相图与材料设计国际研讨会

桂林

中文

160-161

2015-11-03(万方平台首次上网日期,不代表论文的发表时间)