316L纤维尺寸和含量对HA-ZrO2(CaO)/316L纤维复合生物材料性能的影响
来源期刊：无机材料学报2007年第5期
论文作者：阮建明 陈启元 周忠诚 黄伯云 邹俭鹏
关键词：316L不锈钢纤维(316L纤维); 复合生物材料; 微观结构; 力学性能; 断裂性能;
摘 要：研究了316L纤维的长度、直径与含量对HA-ZrO2(CaO)/316L纤维生物复合材料的力学性能的影响规律.结果表明:纤维直径为40μm的复合材料力学性能优于纤维直径为50μm的复合材料;纤维长度为0.8～1.2 mm的复合材料力学性能优于纤维长度为2～3 mm的复合材料;随着纤维体积分数增大,纤维之间相互接触而导致在复合材料中形成的微孔增多,并成为微裂纹源,导致材料力学性能下降.含20vol%直径为40μm、长度为0.8～1.2 mm的316L纤维的HA-ZrO2(CaO)/316L纤维生物复合材料的综合力学性能最佳,其抗弯强度、杨氏模量、断裂韧性和相对密度分别为140.1MPa、117.8GPa、5.81MPa.m1/2和87.1%复合材料微观组织随HA粉末和316L纤维成分的变化呈规律性变化,没有出现明显的裂纹或孔隙,316L纤维与HA-ZrO2(CaO)基体紧紧地咬合在一起,其结合主要靠基体对316L纤维的物理附着力所致.基体中发生微量Fe元素扩散,但在316L纤维中不发生基体Ca、P元素的扩散.含5%316L纤维复合材料表现为脆性断裂,而含10%、20%、40%316L纤维复合材料均表现为韧性断裂,且韧性程度随316L纤维含量的增加而增大.
阮建明1，陈启元2，周忠诚1，黄伯云1，邹俭鹏1
(1.中南大学,粉末冶金国家重点实验室,长沙,410083;
2.中南大学,化学化工学院,长沙,410083)
摘要:研究了316L纤维的长度、直径与含量对HA-ZrO2(CaO)/316L纤维生物复合材料的力学性能的影响规律.结果表明:纤维直径为40μm的复合材料力学性能优于纤维直径为50μm的复合材料;纤维长度为0.8～1.2 mm的复合材料力学性能优于纤维长度为2～3 mm的复合材料;随着纤维体积分数增大,纤维之间相互接触而导致在复合材料中形成的微孔增多,并成为微裂纹源,导致材料力学性能下降.含20vol%直径为40μm、长度为0.8～1.2 mm的316L纤维的HA-ZrO2(CaO)/316L纤维生物复合材料的综合力学性能最佳,其抗弯强度、杨氏模量、断裂韧性和相对密度分别为140.1MPa、117.8GPa、5.81MPa.m1/2和87.1%复合材料微观组织随HA粉末和316L纤维成分的变化呈规律性变化,没有出现明显的裂纹或孔隙,316L纤维与HA-ZrO2(CaO)基体紧紧地咬合在一起,其结合主要靠基体对316L纤维的物理附着力所致.基体中发生微量Fe元素扩散,但在316L纤维中不发生基体Ca、P元素的扩散.含5%316L纤维复合材料表现为脆性断裂,而含10%、20%、40%316L纤维复合材料均表现为韧性断裂,且韧性程度随316L纤维含量的增加而增大.
关键词:316L不锈钢纤维(316L纤维); 复合生物材料; 微观结构; 力学性能; 断裂性能;
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