基于杨氏模量可控多孔钛微观组织和力学性能研究（英文）

徐广胜^1,2，寇宏超¹，刘向宏^1,2，李福平¹，李金山¹，周廉¹

1. 西北工业大学凝固技术国家重点实验室2. 西部超导材料科技股份有限公司

摘 要：因为人体植入物的杨氏模量远大于骨组织将会带来应力屏蔽,所以降低人体植入物的杨氏模量对于提高植入物器件在人体的服役寿命具有十分重要的作用。采用一种新型的钛网层叠烧结法制备多孔钛,研究多孔钛的微观孔形貌,压缩变形特点和具有可控性的多孔钛孔隙率、孔径大小和孔分布对多孔钛微观组织及力学性能的影响。结果表明:钛网层叠烧结法制备的多孔钛在微观结构上,不同方向具有不同的微观孔形貌,因而使多孔钛具有异性;轴向压缩应力应变曲线表明多孔钛具有平稳、光滑的弹性和塑性变形行为;当增加孔隙率,或相同孔隙率下,减小孔名义尺寸,改变孔分布由规则到错排时,均能降低多孔钛的弹性模量。因此,通过调控多孔钛的这些结构参数,可使其具有与不同骨组织相匹配的力学性能和利于骨组织长入的孔径尺寸。作为植入物材料的多孔钛具有的这种与骨组织适配的孔结构和力学性能,在延长植入物器件的服役寿命上具有很大的潜力。

关键词：多孔钛;钛网层叠烧结法;杨氏模量;孔隙率;孔径尺寸;孔拓扑结构;