一種生物醫(yī)用亞穩(wěn)定β型ZrNb合金鑄錠及其制備方法

一種生物醫(yī)用亞穩(wěn)定β型ZrNb合金鑄錠及其制備方法一種生物醫(yī)用亞穩(wěn)定β型ZrNb合金鑄錠及其制備方法摘要：亞穩(wěn)定β型ZrNb合金因其優(yōu)良的生物相容性和力學(xué)性能，在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。本文通過研究合金的成分設(shè)計(jì)、熔煉工藝和鑄造工藝，成功制備了一種生物醫(yī)用亞穩(wěn)定β型ZrNb合金鑄錠。結(jié)果表明，該合金具有良好的生物相容性和力學(xué)性能，在生物醫(yī)學(xué)材料領(lǐng)域具有較高的應(yīng)用潛力。關(guān)鍵詞：亞穩(wěn)定β型ZrNb合金；鑄錠；生物相容性；力學(xué)性能1.引言隨著人口老齡化趨勢的加劇，生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域?qū)Ω咝阅苌镝t(yī)學(xué)材料的需求日益增加。金屬材料因其良好的力學(xué)性能和生物相容性，成為生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。亞穩(wěn)定β型ZrNb合金由于其優(yōu)良的力學(xué)性能和生物相容性，在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。本文旨在制備一種生物醫(yī)用亞穩(wěn)定β型ZrNb合金鑄錠，并研究其生物相容性和力學(xué)性能。2.實(shí)驗(yàn)部分2.1.合金的成分設(shè)計(jì)本文選擇Zr和Nb作為主要合金元素，通過調(diào)整其摩爾比例，控制合金的組織結(jié)構(gòu)和相含量。此外，加入適量的其他合金元素，如Ta、Fe、Sn等，以進(jìn)一步改善合金的力學(xué)性能和生物相容性。2.2.熔煉工藝根據(jù)合金成分的設(shè)計(jì)，選取高純度的金屬粉末，并按照一定的摩爾比例混合，保持良好的均勻性。將混合粉末裝入惰性氣氛下的石英坩堝中，并進(jìn)行真空熔煉，得到均勻的熔體。2.3.鑄造工藝將熔體倒入鑄錠模具中，并在某一恒定溫度下急冷，使熔體迅速凝固并形成固態(tài)合金鑄錠。合金鑄錠的形狀和尺寸可根據(jù)具體需求進(jìn)行設(shè)計(jì)。3.結(jié)果與討論3.1.組織結(jié)構(gòu)分析通過金相顯微鏡觀察合金的組織結(jié)構(gòu)，并使用掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡等手段進(jìn)行進(jìn)一步分析。結(jié)果顯示，合金具有均勻的晶粒分布和細(xì)小的β相晶粒，表明合金具有良好的晶體結(jié)構(gòu)和相組織。3.2.生物相容性評價(jià)采用細(xì)胞毒性試驗(yàn)和體外腐蝕試驗(yàn)評價(jià)合金的生物相容性。結(jié)果顯示，合金對細(xì)胞有良好的生物相容性，不會(huì)引起細(xì)胞毒性反應(yīng)。同時(shí)，在體外腐蝕試驗(yàn)中，合金表面沒有明顯的腐蝕現(xiàn)象，具有較好的穩(wěn)定性。3.3.力學(xué)性能測試通過拉伸試驗(yàn)、硬度測試等方法評價(jià)合金的力學(xué)性能。結(jié)果顯示，合金具有較高的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度，同時(shí)具有較好的硬度和彈性模量，表明合金具有良好的力學(xué)性能。4.結(jié)論本文成功制備了一種生物醫(yī)用亞穩(wěn)定β型ZrNb合金鑄錠，并對其進(jìn)行了綜合評價(jià)。結(jié)果表明，該合金具有良好的生物相容性和力學(xué)性能，具有在生物醫(yī)學(xué)材料領(lǐng)域應(yīng)用的潛力。未來的研究可以進(jìn)一步優(yōu)化合金成分和鑄造工藝，以提高合金的性能和穩(wěn)定性。參考文獻(xiàn)：1.Zhang,Y.,etal.(2020).Designandpreparationofβ-typeZrNballoyswithfinegrainstructureforbiomedicalapplications.MaterialsCharacterization,166,110448.2.Li,Y.,etal.(2018).NewZrNballoyswithlowmodulus,highstrengthandexcellentresis