HA-Ti生物功能梯度材料微观组织及热应力缓和特性

摘要

本文用粉末冶金法制备了ＨＡ－Ｔｉ系生物ＦＧＭ，并测定了ＨＡ－Ｔｉ复合体材料的弹性模量和热膨胀系数．应用经典叠层板理论和热弹性力学理论分析了ＨＡ－Ｔｉ系ＮＦＧＮ双层板和ＨＡ－Ｔｉ系ＦＧＭ的制备残余热应力和热应变．结果表明，ＨＡ－Ｔｉ系生物ＦＧＭ呈现出宏观不均匀性与微观连续性的组织特征．ＨＡ－Ｔｉ系复合体材料的弹性模量在Ｔｉ－ＨＡ８０达到谷值，并受到气孔率的影响．其热膨胀系数随着ＨＡ含量和测试温度的升高而增大．残余热应力和残余热应变强烈依赖于组成分布，ＦＧＭ由于组成梯度化减小了成分变化幅度，其最大残余拉应力只有ＨＡ／Ｔｉ直接叠合体（ＮＦＧＭ）的１／３。