放电等离子烧结Ti-35Nb-7Zr-xHA复合材料的力学性能与腐蚀性能

摘要

为了改善Ti.Nb.Zr合金的生物活性，采用放电等离子烧结(SPS)制备了Ti.35Nb.7Zr.xHA(羟基磷灰石，x=5,10,15,20,质量分数，%)复合材料。借助XRD、SEM、力学测试以及电化学测试手段研究了HA含量对复合材料显微组织、力学性能和腐蚀性能。结果表明，所有复合材料的物相主要由β-Ti基体、α-Ti和金属.陶瓷相(CaO，CaTiO3，CaZrO3，TixPy等)组成，此外，含15%HA和20%HA的复合材料中出现了少量残余的HA；随着HA含量的增加，复合材料的抗压强度均高于1400MPa，复合材料(5%.15%HA)的弹性模量呈较小变化趋势(46.52GPa)，更加接近人骨的弹性模量。在Hank’s溶液中的电化学试验表明，HA含量为15%时，复合材料的钝化电流密度和腐蚀电流密度较低，显示了较好的腐蚀性能。因此，Ti.35Nb.7Zr.15HA复合材料可作为一种骨科植入手术中较好的替代材料。