Ti-Zr齒科合金組織轉(zhuǎn)變與表面生物活化研究.pdf

1、本文通過水冷銅模電弧熔煉制備鋯含量分別為10、20、30、40、50、60和70wt.％齒科Ti-Zr二元合金，研究鈦鋯合金組織轉(zhuǎn)變規(guī)律，熱處理對合金組織轉(zhuǎn)變的影響和合金表面生物活化處理。通過XRD、DSC、顯微組織觀察和顯微硬度測試對合金相組成及相轉(zhuǎn)變規(guī)律進(jìn)行了考察。此外，借助SEM及接觸角測試研究鈦鋯合金表面親水性和形貌以及熱處理對合金表面生物活性的影響。通過實(shí)驗(yàn)研究和結(jié)果分析，主要得到以下結(jié)論：
　　在鋯含量為10、20、3

2、0、40、50、60和70wt.%的水冷銅模電弧熔煉制 Ti-Zr合金中，除Ti-10Zr（wt.%，下同）和Ti-20Zr為α相以外，其他成分的合金均由α+β兩相組成，其中Ti-60Zr幾乎全部為β相；α相為針狀結(jié)構(gòu)，β相為等軸晶。α相是高溫β相擴(kuò)散轉(zhuǎn)變而得，過冷β相是高溫β相因過冷未轉(zhuǎn)變而遺留到室溫組織中。過冷β相的形成與平衡相圖中α+β兩相區(qū)的寬度有關(guān)，在同樣的冷卻速率下，兩相區(qū)越窄的合金成分在冷卻過程中越容易形成過冷β相。隨著鋯

3、含量的增加，鈦鋯合金的顯微硬度呈現(xiàn)先增加后趨于平緩的趨勢，最大為Ti-50Zr合金的330.9HV3。
　　通過調(diào)節(jié)熱處理工藝可使鋯含量為30、50、60和70wt.%鈦鋯合金室溫組織α+β兩相轉(zhuǎn)變?yōu)閱蜗唳料?。在重新β?緩慢冷卻熱處理過程中，Ti-30Zr，Ti-50Zr，Ti-60Zr和Ti-70Zr以10℃·min-1升溫至1000℃等溫2小時然后分別對應(yīng)在2℃·min-1、2℃·min-1、5℃·min-1和5℃·min-

4、1的冷卻速率降至室溫可獲得單相α相；在臨界溫度以下等溫?zé)崽幚磉^程中，Ti-30Zr，Ti-50Zr，Ti-60Zr和Ti-70Zr以10℃·min-1分別對應(yīng)升溫至600℃、600℃、400℃和600℃等溫2小時后隨爐冷亦能獲得單相α相。
　　采用大顆粒噴砂加酸蝕（Sand-blasted，Large-grit，Acid-etched,SLA）對Ti-Zr合金進(jìn)行表面活化處理，然后進(jìn)行親水性和表面形貌分析。得出結(jié)論，低鋯含量鈦鋯合