鈦基-羥基磷灰石生物復(fù)合材料的制備.pdf

1、近年來，鈦及鈦合金被大量用于人體骨組織損害的修復(fù)。然而，鈦與骨組織的彈性模量不匹配。羥基磷灰石(Hydroxyapatite)是骨骼內(nèi)存在的無機組元，具有天然的生物相容性。但羥基磷灰石的脆性又使其作為人工植入物有一定的限制。本文將兩者的優(yōu)點結(jié)合在一起，采用機械球磨和等離子燒結(jié)技術(shù)，試圖制備出綜合性能良好的鈦合金/羥基磷灰石生物復(fù)合材料。
　　本文制備了四種成分的復(fù)合材料：Ti-30vol％HA、Ti-50vol%HA、Ti15Mo

2、-30vol%HA和Ti13Nb13Zr44vol%HA。機械合金化的結(jié)果顯示，球磨4小時粉末顆粒大大細化，粉末尺寸大部分小于2?m，球磨后粉末內(nèi)成分分布均勻，球磨過程中沒有反應(yīng)。等離子燒結(jié)溫度為1000℃時，本文所研究的四種成分材料均可獲得較密實的生物復(fù)合材料。燒結(jié)過程中800℃左右發(fā)生反應(yīng)，XRD分析顯示燒結(jié)后出現(xiàn)了TiO、Ti2O和CaTiO3新相。隨燒結(jié)壓力減小，復(fù)合材料孔隙增多并且孔隙尺寸增大。
　　對復(fù)合材料的力學測試

3、性能表明，Ti/HA系列的復(fù)合材料具有較高的硬度、適度的壓縮強度且密度較低。Ti/HA、TiMo/HA和TiNbZr/HA塊體復(fù)合材料的最低密度分別為3.34g.cm-3、3.56g.cm-3和3.60g.cm-3。相應(yīng)的最低硬度和最低壓縮強度分別為438HV、655HV、196HV和278.9MPa、1259.0MPa、390.5MPa。Ti/HA塊體復(fù)合材料在壓縮過程具有一定的屈服平臺，壓縮時均呈脆性斷裂。
　　經(jīng)酸堿熱處理后