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电火花烧结金属玻璃/羟基磷灰石复合生物材料的研究

成果基本信息
关键词: 电火花烧结;金属玻璃;复合生物材料
成果类别: 应用技术 技术成熟度: 初期阶段
体现形式(基础理论类): / 体现形式(应用技术类): 新材料
成果登记号: 津20111360 资源采集日期: 11-10-10
研究情况
单位名称: 天津大学 技术水平: 国际先进
评价证书号: 2011-5489 评价单位: 天津市科委
评价日期: 2011.07.11 评价证书号: 2011-5489
转化情况
转让范围: 允许出口 推广形式: 1;5
已转让企业数(个): 0
联系方式
联系人(平台): 孵化基地 联系人(平台)电话: 0771-3394012
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成果简介

  本项目采用电火花烧结的办法制备新型金属玻璃基复合材料,选择与人体骨组织无机成分结构相近的羟基磷灰石作为添加相,赋予材料良好的生物力学性能和生物相容性。本研究成果所制备的复合材料具有和人体组织相近的结构和性质,具有广阔的应用前景。本项目研究了主要工艺参数(如粉末粒度,烧结时间,烧结温度和烧结压力)对复合材料性能的影响,得出最佳制备工艺,并对烧结机制以及复合材料的性能进行了评价研究。实验结果表明:采用气体原子化的方法可以制备具有完全非晶结构的Ti40Zr10Cu36Pd金属玻璃粉末,采用电火花烧结的方法,在较低温度下可以实现金属玻璃复合材料的烧结。金属玻璃粉末通过烧结颈形成很好的连接,羟基磷灰石粉末均匀的分散在金属玻璃基体中。金属玻璃/羟基磷灰石复合材料的力学性能手烧结参数和羟基磷灰石含量的显著影响:随着烧结温度的增加和烧结压力的增加,复合材料强度增加,弹性模量也随之增加。而提高HA含量,强度和模量均显著下降。选取平均粉末粒度为63微米的Ti40Zr10Cu36Pd14金属玻璃合金粉末,烧结温度为643K,烧结时间10分钟,烧结压力为600MPa,羟基磷灰石粉末含量为12vol%,时获得的新型钛基金属玻璃/羟基磷灰石复合材料的抗压强度高于1000MPa,其弹性模量约50MPa。本研究的创新点在于采用低温快速的电火花烧结方法,对在高温下易于结晶从而丧失其良好力学性能的金属玻璃粉末进行烧结,不破坏其非晶态的结构,通过第二相生物活性羟基磷灰石的添加,改善其生物活性。实验表明,本研究开发的新型钛基金属玻璃/羟基磷灰石复合材料具有良好的生物活性和生物力学性能,具有广阔的应用前景,同时本研究对于金属玻璃材料的应用开发提供了新的思路,具有重要的学术和社会价值。

成果名称: 电火花烧结金属玻璃/羟基磷灰石复合生物材料的研究 关键词: 电火花烧结;金属玻璃;复合生物材料
成果类别: 应用技术 一级分类名称: 医学生物工程
二级分类名称: / 三级分类名称: /
研究起止时间: 2008.04 至2011.03 成果体现形式(应用技术类): 新材料
成果属性: 原始性创新 成果体现形式(基础理论类): /
技术成熟度: 初期阶段 技术水平: 国际先进
研究形式: 独立研究 学科分类1: 310.61
单位名称: 天津大学 学科分类2: /
中图分类号1: R318.08 所属高新技术类别: 新材料
中图分类号2: / 课题来源: 部门基金
应用行业: 卫生、社会保障和社会福利业 课题立项名称:
国家科技计划子类别: / 课题立项编号: 08JCYBJC08900
经费实际投入额 (万元): 10 评价单位: 天津市科委
评价形式: 验收 应用状态: 未应用
评价日期: 2011.07.11 转让范围: 允许出口
评价证书号: 2011-5489 推荐单位: 天津大学
推广形式: 1;5 成果登记号: 津20111360
成果简介:

  本项目采用电火花烧结的办法制备新型金属玻璃基复合材料,选择与人体骨组织无机成分结构相近的羟基磷灰石作为添加相,赋予材料良好的生物力学性能和生物相容性。本研究成果所制备的复合材料具有和人体组织相近的结构和性质,具有广阔的应用前景。本项目研究了主要工艺参数(如粉末粒度,烧结时间,烧结温度和烧结压力)对复合材料性能的影响,得出最佳制备工艺,并对烧结机制以及复合材料的性能进行了评价研究。实验结果表明:采用气体原子化的方法可以制备具有完全非晶结构的Ti40Zr10Cu36Pd金属玻璃粉末,采用电火花烧结的方法,在较低温度下可以实现金属玻璃复合材料的烧结。金属玻璃粉末通过烧结颈形成很好的连接,羟基磷灰石粉末均匀的分散在金属玻璃基体中。金属玻璃/羟基磷灰石复合材料的力学性能手烧结参数和羟基磷灰石含量的显著影响:随着烧结温度的增加和烧结压力的增加,复合材料强度增加,弹性模量也随之增加。而提高HA含量,强度和模量均显著下降。选取平均粉末粒度为63微米的Ti40Zr10Cu36Pd14金属玻璃合金粉末,烧结温度为643K,烧结时间10分钟,烧结压力为600MPa,羟基磷灰石粉末含量为12vol%,时获得的新型钛基金属玻璃/羟基磷灰石复合材料的抗压强度高于1000MPa,其弹性模量约50MPa。本研究的创新点在于采用低温快速的电火花烧结方法,对在高温下易于结晶从而丧失其良好力学性能的金属玻璃粉末进行烧结,不破坏其非晶态的结构,通过第二相生物活性羟基磷灰石的添加,改善其生物活性。实验表明,本研究开发的新型钛基金属玻璃/羟基磷灰石复合材料具有良好的生物活性和生物力学性能,具有广阔的应用前景,同时本研究对于金属玻璃材料的应用开发提供了新的思路,具有重要的学术和社会价值。

联系人: 朱胜利 成果登记日期: 11-8-24
联系人email: slzhu@tju.edu.cn 单位代码: 91200060
邮政编码222: 300072 联系人电话: 022-27402494
单位传真: 022-27406698 单位通讯地址: 天津市南开区卫津路92号
单位所在省市: 天津市 单位电话: 022-27401154;27405564;27402494
转让收入(万元): 0 单位属性: 大专院校
合作完成单位: / 已转让企业数(个): 0
成果发布年份: 2011 知识产权形式:
成果完成人: 朱胜利;梁春永;胡浩;文宇;魏悦凡 资源采集日期: 11-10-10

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