國內多孔鈦材料製備工(gōng)藝研究 |
[ 信息發布:本(běn)站 | 發布時間(jiān):2020-11-26 | 瀏覽(lǎn):824 ] |
多孔鈦材料由於其優異的物理化學性能因此其製備及相關(guān)性能研究(jiū)得到廣泛關注,但其(qí)作為骨植入(rù)材料時因存在表麵惰性製約其在生物醫(yī)學方麵應用。目前,用於多孔鈦(tài)材料製備(bèi)方法有空間占位法、金(jīn)屬粉末注射成形(xíng)和樹(shù)脂浸漬鈦替代技術(shù)等(děng)。其中著重敘述采用碳酸氫(qīng)銨和(hé)尿素作為造(zào)孔劑使用空間(jiān)占位(wèi)法時在該(gāi)材料的運用(yòng),並且對比不同造孔(kǒng)劑(jì)在該方法中的優缺點。此外進一步分析闡明因表麵惰性問題而造成多(duō)孔鈦材料在生物醫學方麵(miàn)應用的(de)製(zhì)約因素。 1. 造孔劑法製備多孔鈦材料 該法是利用粉末冶金(jīn)將造孔劑與金屬粉末(mò)混合再去除造孔劑,然後在真空或者保護氣氛下燒結得到多孔(kǒng)材料。該方法能製備出較高孔隙率的多孔金屬,並且其孔形狀、孔徑分布以(yǐ)及孔隙率可(kě)通過控(kòng)製(zhì)造孔劑材料的形狀、尺寸和添加量來控製。常見的造孔劑有碳酸氫銨、尿素、氯化鈉等。 1.1 以碳酸氫銨為(wéi)造孔劑(jì)的空間占位法(fǎ)製備多孔鈦材料 因為碳酸氫銨(ǎn)在較低(dī)溫度加(jiā)熱會分解因此作為造孔劑用來製備(bèi)多孔材料,在較低溫度下造孔劑分解可以避免造孔劑分解產物與多孔材料發(fā)生反應從而(ér)造成外來雜質汙染基體,因此此造孔劑可以製備得到比較純淨的多孔材料(liào)。 1.2 以尿(niào)素為造孔劑的造孔劑(jì)法製備多孔鈦材料(liào) 另外尿素可以在較高溫度分解也被用來作為造孔劑製備多孔材(cái)料,有學者通(tōng)過熱重分析得出尿素需要加熱到460℃時可以完全脫除(chú),但可以增加保溫時間來降低除去(qù)尿素的溫度。 1.3 以其它材(cái)料為造孔劑的造(zào)孔劑法製備多孔鈦材料 水溶性的材(cái)料(如糖(táng)球和可溶鹽等)也可作為造孔劑。 2. 其(qí)他常見製備多孔鈦材料方法 2.1 3D打印製(zhì)備多孔鈦材料 除了上麵的造孔劑法用(yòng)來製備多孔材料現在比較熱門方法還有3D打印,選(xuǎn)擇性激光熔煉(liàn)(SLM)作為3D打印的一種方法是通過(guò)3D造型軟件設計所需試件的模型(xíng),然後利用選擇性激光燒結。 2.2 有機海綿浸漬(zì)燒結技術製備多孔鈦材料 有機海綿浸漬燒結(jié)是以有(yǒu)機海綿為載體,將有機海綿浸入由金屬調製(zhì)成的料漿中,使有機海綿充分吸收料漿後,將其取出(chū)烘幹,然(rán)後高溫燒結。這種方法製備的材料孔(kǒng)隙率較高,但過程相對複雜。 2.3 金屬(shǔ)注射成型製備多孔鈦材料 金屬粉(fěn)末注射成型是先將金屬粉末與有機粘結劑混合, 再加熱保持熔融狀態, 注入準備好的模具內進行固化成形, 然後脫脂去除成形坯中的粘結劑, 最後燒(shāo)結。該法能夠生產小件多孔鈦,具有很(hěn)好的設(shè)計靈活性,結合了粉末冶金的特性(xìng)(如低(dī)成本、簡單、選擇成分的靈活性)和注塑的特性(如製造複雜(zá)零件(jiàn)和快速生產(chǎn))。 2.4 滲鑄結合酸蝕製備多孔鈦材料 Wang等人將鈦液注入纏(chán)繞的鉬絲中,然後在蝕刻鉬絲,製(zhì)備的多孔鈦材料(liào)孔隙率為(wéi) 32 ~47%,模量為 23 ~62 GPa,強度為76 ~192 MP.
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