用于生物医学应用的CrMoNbTiZr高合金的微结构,机械和电化学表征
Akeem Akinwekomi1,2, Farid Akhtar1
1Division of Materials Science, Luleå University of Technology, 97187 Luleå, Sweden.
Materials (Basel, Switzerland)
|August 12, 2023
概括
一种新的高合金 (HEA),CrMoNbTiZr,由于其优良的机械性能,生物相容性和耐磨性,显示出作为生物材料的前景. 通过火花等离子烧结,有效地生产出适用于生物医学应用的密集合金.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 生物材料工程 生物材料工程
- 金工业是金工业的一个方面.
背景情况:
- 传统的金属生物材料面临着诸如离子释放和生物相容性差等局限性.
- 高合金 (HEAs) 由于其独特的特性,为生物医学应用提供了潜在的优势.
研究的目的:
- 开发和描述一种新的等原子高合金 (CrMoNbTiZr),以作为生物材料的潜在用途.
- 评估CrMoNbTiZr HEA的机械性能,生物耐腐蚀性和磨损行为.
主要方法:
- 使用火花等离子烧结 (SPS) 合成了CrMoNbTiZr HEA.
- 进行了微结构分析,维克斯微硬度测试,压力强度测试和弹性模量测量.
- 在PBS和汉克斯溶液中评估了生物腐蚀性.
- 通过测量摩擦系数 (COF) 来评估磨损行为.
主要成果:
- 在SPS工艺中获得了一种密度高的CrMoNbTiZr合金 (理论密度的97%),具有BCC矩阵和拉维斯相.
- 这种合金具有很高的压力强度 (1235.7 ± 42.8 MPa) 和度强度 (1110.8 ± 78.6 MPa).
- 它的弹性模量 (34.9 ± 2.9 GPa) 相当于皮层骨,并且表现出良好的生物腐蚀和耐磨性 (COF为0.43 ± 0.06).
结论:
- CrMoNbTiZr HEA具有机械强度,生物相容性和耐腐蚀和耐磨的有利组合.
- 开发的HEA显示出作为植入物下一代生物材料的巨大潜力,为传统金属合金提供了替代品.
