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生物医用多孔Ti-6Mo合金选择性激光烧结的结构特征和力学行为
  • ISSN号:1002-185X
  • 期刊名称:《稀有金属材料与工程》
  • 时间:0
  • 分类:TG146.23[金属学及工艺—金属材料;一般工业技术—材料科学与工程;金属学及工艺—金属学]
  • 作者机构:[1]江南大学江苏省食品先进制造装备技术重点实验室,江苏无锡214122, [2]北京科技大学,北京100083
  • 相关基金:国家自然科学基金(51501073,51275210); 江苏省自然科学基金(BK20140162); 中央高校基本科研业务费专项资金(JUSRP11455,JUSRP51511)
中文摘要:

采用选择性激光烧结金属元素Ti、Mo和粘结剂的混合粉末,制备了多孔Ti-6Mo合金,并研究了其结构特征和力学性能。结果表明,多孔Ti-6Mo合金的孔隙结构与烧结工艺有关,随着烧结温度从1000℃升高到1200℃,孔隙由三维连通孔变为相互孤立孔,孔隙率从58%下降到24%,孔径从112μm减小到43μm;多孔Ti-6Mo合金在室温为片层组织,均由大量α相和少数β相构成,并伴有微量α析出物;压缩应力-应变曲线表现为弹性变形、塑性屈服和断裂区三阶段,随着孔隙率降低,弹性模量和屈服强度分别在2.07-11.9 GPa和31.4-152.8 MPa增大,且相对弹性模量和相对屈服强度和相对密度之间遵循幂律关系。多孔Ti-6Mo合金的孔隙特征和力学性能均可满足自然骨要求,是一种可行的医用材料。

英文摘要:

Porous Ti-6Mo alloy was prepared from mixed powders of Ti, Mo and binder by selective laser sintering, and the structural characteristics and mechanical properties were investigated. The results show that the pore features are relative with the sintering process. As the sintering temperature rises from 1000 to 1200 °C, the pore morphology changes gradually from interconnected to isolated pores, and the porosity level reduces from 58% to 24%, as well as the pore size from 112 to 43 μm. The porous alloy exhibits a laminar microstructure composed of dominant α and minor β phases together with a trace amount of α precipitations at room temperature. The compressive stress-strain curves consist of elastic deformation, plastic yield and fracture stage. The elastic modulus and yield strength increase in the ranges 2.07~11.9 GPa and 31.4~152.8 MPa, respectively, with the decrease in porosity; meanwhile the relationship between the relative mechanical properties and relative density is found to obey a power law relation. Porous Ti-6Mo alloy may be a feasible biomaterial because both porous structure and mechanical properties can meet the requirement of natural bones.

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期刊信息
  • 《稀有金属材料与工程》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国有色金属学会 中国材料研究学会 西北有色金属研究院
  • 主编:张平祥
  • 地址:西安市51号信箱
  • 邮编:710016
  • 邮箱:RMME@c-nin.com
  • 电话:029-86231117
  • 国际标准刊号:ISSN:1002-185X
  • 国内统一刊号:ISSN:61-1154/TG
  • 邮发代号:52-172
  • 获奖情况:
  • 首届国家期刊奖,中国优秀期刊一等奖,中国有色金属工业优秀期刊1等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:24715