立方孔拓扑结构对多孔钛力学性能的影响

稀有金属材料与工程, 2014, 43(11): 2778-2781.

立方孔拓扑结构对多孔钛力学性能的影响

徐广胜 ^1, , 寇宏超 ^2, , 刘向宏 ^3, , 李福平 ^4, , 李金山 ^5, , 周廉 ^6,

1.西北工业大学凝固技术国家重点实验室,陕西西安710072;西部超导材料科技股份有限公司超导材料国家工程实验室,陕西西安710018

2.西北工业大学凝固技术国家重点实验室,陕西西安710072

3.西部超导材料科技股份有限公司超导材料国家工程实验室,陕西西安710018

4.西北工业大学凝固技术国家重点实验室,陕西西安710072

5.西北工业大学凝固技术国家重点实验室,陕西西安710072

6.西北工业大学凝固技术国家重点实验室,陕西西安710072

基金项目: 国家重点基础研究发展计划(2012CB619101)

关键词：多孔钛 , 拓扑结构 , 立方孔型 , 弹性模量 , 钛网层叠烧结

Effects of Topology of Square Pore on Mechanical Properties of Porous Titanium

Keywords： porous titanium , topological structure , cube pore , Young's modulus , titanium mesh-stacking-sintering

采用钛网层叠烧结的方法制备出规则排列与错孔排列具备不同空间拓扑结构的多孔钛.采用扫描电镜观察多孔钛的微观结构,利用具有双差动位移传感器采集变形的Instron力学试验机测试样品压缩应力-应变曲线.通过压缩应力-应变曲线上弹性阶段中的曲线斜率求得其杨氏模量,以规定非比例压缩强度σ0.2为多孔材料的强度指标.经对比研究发现:2种不同的排列方式形成不同的空间拓扑结构.当方形孔错排时,弹性模量和屈服强度均呈现不同程度的下降,且弹性模量下降的幅度远远大于屈服强度下降的幅度.通过力学解析模型分析可知,挠度屈服和应力集中是力学性能下降的主要因素.

参考文献

[1]	Long M;Rack HJ .Titanium alloys in total joint replacement--a materials science perspective.[J].Biomaterials,1998(18):1621-1639.
[2]	于振涛,余森,张明华,韩建业,麻西群.外科植入物用新型医用钛合金材料设计、开发与应用现状及进展[J].中国材料进展,2010(12):35-51.
[3]	Yamada H;Yoshihara Y;Henmi O;Morita M;Shiromoto Y;Kawano T;Kanaji A;Ando K;Nakagawa M;Kosaki N;Fukaya E .Cementless total hip replacement: past, present, and future.[J].Journal of orthopaedic science: official journal of the Japanese Orthopaedic Association,2009(2):228-241.
[4]	董祥,陶杰,李莹滢,汪涛,朱宏.水热法制备纳米结构TiO2的生长机制及表征[J].稀有金属材料与工程,2011(08):1478-1482.
[5]	付涛,王长鹏,郭战魁.医用近β型钛合金TLM的碱液处理与生物活性[J].稀有金属材料与工程,2011(05):889-891.
[6]	He,G.;Liu,P.;Tan,Q. .Porous titanium materials with entangled wire structure for load-bearing biomedical applications[J].Journal of the mechanical behavior of biomedical materials,2012(1):16-31.
[7]	邹鹑鸣,张二林,毛玉红,曾松岩.钛表面仿生制备Si-HA涂层的热力学分析[J].稀有金属材料与工程,2007(11):1905-1908.
[8]	Van Bael, S.;Kerckhofs, G.;Moesen, M.;Pyka, G.;Schrooten, J.;Kruth, J.P. .Micro-CT-based improvement of geometrical and mechanical controllability of selective laser melted Ti6Al4V porous structures[J].Materials Science & Engineering, A. Structural Materials: Properties, Misrostructure and Processing,2011(24):7423-7431.
[9]	Zhu K;Li CF;Zhu ZG;Liu CS .Measurement of the dynamic Young's modulus of porous titanium and Ti6Al4V[J].Journal of Materials Science,2007(17):7348-7353.
[10]	Gibson LJ .Biomechanics of cellular solids[J].Journal of Biomechanics,2005(3):377-399.
[11]	Parthasarathy J;Starly B;Raman S;Christensen A .Mechanical evaluation of porous titanium (Ti6Al4V) structures with electron beam melting (EBM).[J].Journal of the mechanical behavior of biomedical materials,2010(3):249-259.

上一张下一张

计量

下载量()
访问量()

作者相关

文章评分

您的评分：
1

0%
2

0%
3

0%
4

0%
5

0%

材料期刊网