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《形狀記憶鈦合金在生物醫(yī)用領(lǐng)域的研究進(jìn)展 》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫。
1、根據(jù)本節(jié)教材用實驗和猜測相結(jié)合的方法來說明生命起源的特點,教學(xué)方法也就選擇學(xué)生觀察投影片、猜測和查資料相結(jié)合的方法進(jìn)行教學(xué)。形狀記憶鈦合金在生物醫(yī)用領(lǐng)域的研究進(jìn)展鈦及其合金具有優(yōu)良的生物相容性、力學(xué)性能和抗腐蝕性能,使其適于作為生物醫(yī)用材料使用。鈦首次被引入醫(yī)學(xué)領(lǐng)域可追溯到20世紀(jì)40年代;隨后,有學(xué)者報道了利用純鈦來制造植入物器械。20世紀(jì)60年代Buehler等人發(fā)現(xiàn)了鈦鎳合金的形狀記憶效應(yīng),此后,鎳鈦合金被廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的各個分支。20世紀(jì)70年代,Baker首次報道了β型鈦合金在特定條件下的形狀記憶效應(yīng),這一效應(yīng)更加拓寬了鈦合金在生物醫(yī)用材料領(lǐng)域的
2、應(yīng)用前景?! ∧壳?,用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的形狀記憶鈦合金仍存在生物毒性、生物力學(xué)相容性、彈性模量等方面的缺陷,國內(nèi)外學(xué)者對此進(jìn)行了大量研究,主要有2大方向:一是開發(fā)新型不含鎳的形狀記憶β型鈦合金,二是對現(xiàn)有鈦合金材料進(jìn)行表面改性,降低其生物毒性,從而更適合于生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用的要求?! ∫?、無Ni形狀記憶β型鈦合金 在設(shè)計新型無N意大利醫(yī)生雷地證明腐肉不能生蛆的實驗投影片,巴思德的“鵝頸瓶實驗”投影片,原始地球的投影片,米勒實驗的投影片。根據(jù)本節(jié)教材用實驗和猜測相結(jié)合的方法來說明生命起源的特點,教學(xué)方法也就選擇學(xué)生觀察投影片、猜測和查資料相結(jié)合的方法進(jìn)行教學(xué)。i形狀記憶β
3、型鈦合金時主要應(yīng)當(dāng)考慮:合金元素是否具有生物相容性,合金元素是否為β相穩(wěn)定元素,合金元素是否能提高β型鈦合金在生物體中的抗拉強(qiáng)度、耐磨性等使用性能,合金元素是否能進(jìn)一步降低β型鈦合金的彈性模量。研究表明,鈮、鉭、鋯、錫、鉬等β穩(wěn)定元素對機(jī)體無毒、不致敏,且可以提高強(qiáng)度和降低彈性模量,同時,Nb、Ta、Mo等元素易于與鈦合金化且可降低毒性,被認(rèn)為是最佳的合金元素?! ∠敌螤钣洃洣滦外伜辖稹 r元素與鈦基體進(jìn)行合金化,可以提高合金的強(qiáng)度。Yu等人[1]報道了一種新型Ti-3Zr-2Sn-3Mo-15Nb合金,并研究了其在不同溫度、外力、熱處理等條件下的形狀記憶效應(yīng)和
4、超彈性,該合金具有低彈性模量、高強(qiáng)度等優(yōu)點。該合金的形狀回復(fù)率幾乎不受變形溫度影響,但受到載荷和變形次數(shù)的影響?! ±顜r等人[2]研究報道了一種兼具寬溫域超彈性、高溫形狀記憶效應(yīng)和生物安全性的新型Ti-Zr基形狀記憶合金。在Ti-20Zr-10Nb合金基礎(chǔ)上,通過添加合金元素Ta,制備出Ti-20Zr-10Nb-(2~4)Ta新型四元Ti-Zr基形狀記憶合金,通過不同的熱處理工藝,使其具備寬溫域(-196℃~135℃)超彈性和高溫形狀記憶效應(yīng)?! 〔俟廨x[3]等人公開了一種鈦鋯鉭形狀記憶合金材料,按照合金材料各組分的物質(zhì)的量的百分比來計算,由%~%的鈦、%~%的鋯
5、以及3%~9%的鉭組成,該合金材料在室溫下的抗壓強(qiáng)度為1200~1350MPa,斷裂變形量為12%~28%;拉伸強(qiáng)度為610~890M意大利醫(yī)生雷地證明腐肉不能生蛆的實驗投影片,巴思德的“鵝頸瓶實驗”投影片,原始地球的投影片,米勒實驗的投影片。根據(jù)本節(jié)教材用實驗和猜測相結(jié)合的方法來說明生命起源的特點,教學(xué)方法也就選擇學(xué)生觀察投影片、猜測和查資料相結(jié)合的方法進(jìn)行教學(xué)。Pa,斷裂變形量為14%~21%,塑性變形量為9%~16%,拉伸時鈦鋯鉭形狀記憶合金材料的形狀記憶效應(yīng)為%~%?! ∠敌螤钣洃洣滦外伜辖稹 〗饘費o具有硬度高、力學(xué)性能優(yōu)異等優(yōu)點,并能提高合金的耐腐蝕性
6、能?! u等人[4]公開了一種形狀記憶鈦合金組合物:約8%~10%的鉬、約%~6%的鋁、高至2%左右的鉻、高至2%左右的釩、高至4%左右的鈮,余量是鈦;其中百分比是基于合金組合物總重的質(zhì)量百分比。由該β鈦合金制造出的物件包括正畸用弓形金屬絲、牙科植入物、醫(yī)用展幅機(jī)、濾器、襯墊、外科工具、整形用假體等?! i等人[5]公開了一種具有低彈性模量和高強(qiáng)度的β型鈦合金,包含6%~13%Mo、%~%鐵、余量的鈦和不可避免的雜質(zhì)。該鈦合金具有大于或等于1300MPa的拉伸強(qiáng)度和小于或等于95GPa的彈性模量。其中,所述鈦合金具有大于或等于1300MPa的拉伸強(qiáng)度和小于或等
7、于95GPa的彈性模量。鋁的添加可以提高加工性、成型性、鑄造性等,并可以提供可應(yīng)用各種熱處理技術(shù)以獲得強(qiáng)化效果的優(yōu)點?! ∠敌螤钣洃洣滦外伜辖稹 i-Ta合金具有形狀記憶效應(yīng),且生物相容性好,但是合金的彈性模量相對人骨還是太高,作為植入材料可能會出現(xiàn)“應(yīng)力屏蔽”,影響了合金的應(yīng)用[16]。意大利醫(yī)生雷地證明腐肉不能生蛆的實驗投影片,巴思德的“鵝頸瓶實驗”投影片,原始地球的投影片,米勒實驗的投影片。根據(jù)本節(jié)教材用實驗和猜測相結(jié)合的方法來說明生命起源的特點,教學(xué)方法也就選擇學(xué)生觀察投影片、猜測和查資料相結(jié)合的方法進(jìn)行教學(xué)?! ●R云慶等人[6]公開了一種低彈性模量鈦鉭
8、鋯形狀記憶