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镁含量对粉末冶金Ti-Mg合金组织及性能的影响
背景:采用粉末冶金工艺可制备出高强度的钛合金,但制备的合金仍然存在着含有毒元素或弹性模量偏高等问题.目的:制备具有无毒、弹性模量接近于人体骨骼、强度符合人体植入物要求的Ti-Mg合金,并探讨镁含量对合金组织和力学性能的影响.方法:采用粉末冶金工艺将不同质量分数Mg粉与Ti粉进行配比,制备综合性能良好的新型医用Ti-Mg合金.通过光学显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪等对烧结体的孔隙率、断口形貌和相组成进行观察,并测试合金的抗弯强度,冲击韧性和硬度等力学性能.结果与结论:随着镁质量分数的增加,容许应变先降低后增加,当镁质量分数为10%时,试样的容许应变为0.97%,接近于皮质骨的容许应变0.67%;合金的孔隙率从18.3%降到了3.8%,孔洞更加圆滑,孔洞分部更加均匀.且随着镁质量分数的增加,合金的硬度、弯曲强度和模量具有相似的变化规律:即当镁质量分数低于10%时,变化不大,随着镁质量分数的继续增加明显降低,而后趋于稳定.当镁元素质量分数为10%时,合金的硬度、抗弯强度、冲击韧性均满足人体植入的力学性能要求,并且其弯曲模量和容许应变接近于人体骨骼,显示了较好的生物力学相容性.
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粉末冶金制作钛合金试件的力学性能测试
目的研究真空烧结粉末冶金法制作钛合金试件的力学性能.方法采用真空烧结粉末冶金法制作钛合金试件,测试钛合金试件的抗压强度和弯曲强度.结果在100～300MPa范围内,烧结体的抗压强度为111～921MPa,随着成形压力的增大,烧结体的抗压强度增大;采用的3种钛粉末粒度对烧结体的力学性能没有影响;钛粉镀铜镀锡组烧结体的抗压强度较其它粉末配方组大.在150～250MPa范围内,烧结体的三点弯曲强度为102～183MPa,弯曲弹性模量为12193～26630;不同配方组的烧结体弯曲强度有差异(P＜0.05),而弯曲弹性模量无差异(P＞0.05).结论钛基金属粉末的配方及成形压力对烧结体的力学性能有影响,对钛粉进行化学镀铜镀锡处理是改善钛粉的压制性能、烧结性能,提高烧结体力学性能的理想方法.
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真空烧结粉末冶金法制作的钛合金试件的显微结构观察
目的研究真空烧结粉末冶金制作的钛合金试件的显微结构.方法采用机械模压成形和真空电阻炉烧结的粉末冶金方法制作钛合金试件,观察其微观结构.结果镀铜、镀锡组的烧结体内孔隙数量少于未镀铜镀锡组,孔隙也较小.结论对钛粉进行表面化学镀铜镀锡处理是改善钛粉的压制性能、烧结性能,减少烧结体孔隙度的理想方法.
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一起液氨钢瓶爆炸事故分析
2004年4月19日下午18时15分,位于我市经济技术开发区的某粉末冶金有限公司车间内的2004年4月18日10时在某氨厂充装的一只公称容积800L的液氨钢瓶发生爆炸,附近的人员有11人因吸入泄漏的氨气轻微中毒,除液氨钢瓶外无其它财产损失.现将事故原因分析如下:
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一种可用于人骨植入物的多孔钛研究
采用添加新型造孔剂的粉末冶金法,成功制备出力学性能与人骨匹配的多孔钛.多孔钛具有由均匀分布的连通宏观孔隙和孔壁上微米孔隙组成的三维孔隙结构,孔隙度为5～65 vo1.%,开孔隙率为60～99.7%,平均孔径为10～470 m,杨氏模量为0.5～37 GPa,抗压强度为0.04～2.2 GPa.
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真空烧结粉末冶金法制作钛合金试件的物理性能测试
目的:研究真空烧结粉末冶金法制作钛合金试件的物理性能.方法:采用真空烧结粉末冶金法制作钛合金试件,测试烧结收缩率、开口孔隙度.结果:在100～300 MPa范围内,随着粉末的成形压力的增大,烧结收缩率和开口孔隙度减少;采用的3种钛粉末粒度对烧结体的物理性能没有影响;钛粉镀铜镀锡组坯体烧结后线收缩率较其它粉末配方组大.结论:钛基金属粉末的配方及成形压力对烧结体的物理性能有影响,对钛粉进行化学镀铜镀锡处理是改善钛粉的压制性能、烧结性能,提高烧结体物理性能的理想方法.
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钛合金粉浆涂塑底层冠用耐火代型材料的膨胀性能测试
目的:研究钛合金粉浆涂塑底层冠用耐火代型材料的膨胀性能.方法:采用自制的钛合金粉浆涂塑底层冠用耐火代型材料(基础型),分别测定常温下的凝固膨胀率和室温至800℃的热膨胀率.结果:24小时大凝固膨胀为0.3407%;终凝固膨胀为0.3117%;平均热膨胀系数主要在8×10-6～11×10-6/℃范围;反复烧结性质十分稳定;烧结后的微小收缩可用凝固膨胀和隙料来补偿.结论:该材料的主要膨胀性能可以满足钛合金粉浆涂塑底层冠的要求.
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三种用于CEREC系统的金刚石磨盘磨削性能的比较
目的: 通过与CEREC磨盘的对比,对电镀和粉末冶金方法制作的金刚石磨盘用于CEREC系统时的磨削性能进行评价. 方法:采用电镀法和粉末冶金法制作金刚石磨盘,以CEREC磨盘为对照,在CEREC系统上进行磨削试验,比较3种磨盘的耐用度、磨削效率,并对磨削完成的陶瓷冠试件的表面形貌进行了扫描电镜观察. 结果:粉末冶金磨盘的耐用度较电镀磨盘和CEREC磨盘有很大提高,电镀磨盘的耐用度低,三者间存在显著差异. CEREC磨盘和电镀磨盘的磨削效率均随其使用时间的增加而逐渐降低,但电镀磨盘磨削效率的下降趋势比CEREC磨盘更快,而粉末冶金磨盘的磨削效率基本保持恒定. CEREC磨盘加工的陶瓷冠的表面质量优于电镀磨盘和粉末冶金磨盘. 结论:电镀法和粉末冶金法制作的金刚石磨盘均可用于CEREC II型齿科CAD/CAM系统,其中粉末冶金磨盘的磨削性能较好.
