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1、鈦無毒、高比強度且具有優(yōu)良的生物相容性以及接近人骨的彈性模量,因此成為醫(yī)用植入材料的首選。為了降低鈦合金的成本,國外大力發(fā)展鈦合金無切削、少切削的近凈成形工藝,粉末冶金技術(shù)就是這種近凈成形工藝之一。 本論文針對純鈦燒結(jié)致密化問題、釹對粉末冶金純鈦性能的影響以及多孔純鈦制備等方面深入研究,通過金相顯微技術(shù)、掃描電鏡分析、能譜分析、化學元素分析等現(xiàn)代分析手段開展了大量的實驗工作及理論分析。 以HDHTi粉為原料10<'-3>
2、Pa真空條件下、1100℃燒結(jié)2小時可以使得粉末冶金純鈦平均晶粒直徑為30μm左右,密度達到理論密度的95.56%。其抗拉強度為770MPa,而延伸率小于1%,為脆性斷裂。相比之下,高純鈦板材的抗拉強度只有334MPa,而延伸率超過60%,為韌性斷裂。經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)燒結(jié)純鈦的碳、氧含量分別為0.081wt.%和0.38wt.%,而高純鈦板材的碳、氧含量分別為0.080wt.%和0.075wt%。燒結(jié)純鈦中非常高的碳、氧雜質(zhì)含量使得其塑性變形
3、能力大大降低。 在粉末冶金純鈦中添加少量稀土釹發(fā)現(xiàn),10<'-3>Pa真空條件下、1100℃燒結(jié)2小時的燒結(jié)樣品晶粒直徑為201μm左右,其晶粒直徑相對于未添加釹的樣品有明顯的細化。隨著釹添加量的增加,拉伸樣出現(xiàn)了明顯的屈服。PM Ti-4.0wt.%Nd的屈服強度達到630MPa,抗拉強度接近700MPa,延伸率為7.5%。這對于進一步提高粉末冶金鈦的塑性變形研究具有很強的開創(chuàng)意義。 在HDH Ti粉末中添加TiH<,
4、2>粉末作為發(fā)泡劑,10<'-3>Pa、1100℃真空脫氫-燒結(jié)可得到開孔孔隙度為20%左右的多孔鈦;在同樣的粉末原料和發(fā)泡劑配比下,通過添加石蠟作為成形劑,真空脫氫-燒結(jié)后可得到開孔孔隙度達30%的燒結(jié)坯。+300~200mesh的HDH Ti粉與-325mesh的TiH<,2>粉配比得到的多孔鈦的連通孔呈鏤空狀,孔徑尺寸為10μm~20μm;其造孔機理主要是粗粉末的孔隙預留實現(xiàn)造孔,TiH<,2>粉末的持續(xù)釋氫為這些孔隙的保留起到了
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