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世界橡胶工业 2007年第11期34卷 22-25页

作者：王作龄

该文重点叙述了低弹性模量高阻尼橡胶的动态粘弹性等基本特性,对试样的基本特性及其各种相关性及叠层橡胶模型进行了评价。

关键词：减震装置低弹性模量高阻尼橡胶动态粘弹性

低弹性模量β型Ti-Nb-Zr合金制备方法及应用

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稀有金属快报 2008年第8期27卷 15-15页

本发明公开了一种β型的低弹性模量医用钛合金。此合金的成分配比为铌30％～37％，锆0％～20％，钛为余量，其铸态组织为β相。本发明的合金其强度为中等强度，满足临床承载部位的强度要求，而弹性模量仅为Ti-6Al-4V合金的45％-55％。... 详细信息

本发明公开了一种β型的低弹性模量医用钛合金。此合金的成分配比为铌30％～37％，锆0％～20％，钛为余量，其铸态组织为β相。本发明的合金其强度为中等强度，满足临床承载部位的强度要求，而弹性模量仅为Ti-6Al-4V合金的45％-55％。而且此合金为铸态合金，避免了钽等贵重合金元素的加入，有效控制了合金的成本。另外所加元素均为生物相容性元素，

关键词：医用钛合金低弹性模量制备方法 Ti-6Al-4V合金 β型应用合金元素生物相容性

医用低模量Ti-Mo-Sn合金的第一性原理计算

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稀有金属材料与工程 2021年第1期50卷 35-42页

作者：赵曦余森郑继明刘汉源程军麻西群西北有色金属研究院陕西西安710016 陕西省医用金属材料重点实验室陕西西安710016 西北大学陕西西安710069

采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,研究了Mo含量对Ti-xMo-Sn(x=1~5)合金相稳定性、弹性性质及其电子结构的影响,采用Voigt-Reuss-Hill近似方法估算了体系的多晶弹性模量,提出了低模量Ti-Mo-Sn合金的价电子准则,为医用钛合金的... 详细信息

采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,研究了Mo含量对Ti-xMo-Sn(x=1~5)合金相稳定性、弹性性质及其电子结构的影响,采用Voigt-Reuss-Hill近似方法估算了体系的多晶弹性模量,提出了低模量Ti-Mo-Sn合金的价电子准则,为医用钛合金的设计提供了理论基础。结果表明:Mo元素合金化能明显提高Ti-xMo-Sn合金的β相稳定性,所有合金都满足力学稳定性要求,随Mo元素含量增加,合金的体积模量B逐渐变大,而剪切模量G和杨氏模量E先减小后增大,其中Ti-3Mo-Sn具有最低的杨氏模量(48.47 GPa)和最佳的延展性,在生物医用领域展现出巨大潜力。Ti-xMo-Sn合金的弹性各向异性A与Mo元素含量有关,低弹性模量取向始终沿晶体学方向。最后,结合Ti合金的总态密度(DOS)和分波态密度(PDOS)分析讨论了Mo元素对β相结构稳定性的影响机制。

关键词：医用钛合金第一性原理计算合金设计低弹性模量弹性性能

三元β-Ti-Mo-Zr(Sn)合金析出相对弹性模量和力学性能的影响

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金属学报 2013年第9期49卷 1143-1147页

作者：李群王清李晓娜高晓霞董闯大连理工大学三束材料改性教育部重点实验室大连理工大学材料科学与工程学院大连116024

研究了低弹性模量β-Ti合金[MoTi14]Zr1Ti78.2Mo11.2Zr10.6和[SnTi14]Mo1Ti75.7Mo10.9Sn13.4中第二相析出对弹性模量和力学性能的影响及其拉伸过程中合金组成相的变化.利用Cu模吸铸快冷技术制备了直径6 mm的合金棒,并采用XRD和TEM分析... 详细信息

研究了低弹性模量β-Ti合金[MoTi14]Zr1Ti78.2Mo11.2Zr10.6和[SnTi14]Mo1Ti75.7Mo10.9Sn13.4中第二相析出对弹性模量和力学性能的影响及其拉伸过程中合金组成相的变化.利用Cu模吸铸快冷技术制备了直径6 mm的合金棒,并采用XRD和TEM分析合金拉伸前后的相析出行为及组织.结果表明,在β基体上只有少量α″的析出使得[SnTi14]Mo1合金具有较低的弹性模量(70 GPa),而ω相的存在使得[MoTi14]Zr1合金的弹性模量略高(80 GPa);且[SnTi14]Mo1合金中较细的薄片状β孪晶组织使得合金具有优良的力学性能.在拉伸过程中,[MoTi14]Zr1合金中应力诱发的马氏体含量增加,而在[SnTi14]Mo1合金中β基体晶粒易于发生扭转,从而合金塑性提高.

关键词： Ti—Mo—Zr(Sn)合金 β-Ti合金低弹性模量相析出

低弹bcc结构Ti-Mo-Nb-Zr固溶体合金的“团簇+连接原子”模型及其成分设计

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金属学报 2010年第9期46卷 1034-1040页

作者：马仁涛郝传璞王清任明法王英敏董闯大连理工大学三束材料改性教育部重点实验室大连116024 大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室大连116024

利用"团簇+连接原子"结构模型研究了典型低弹bccβ-Ti固溶体合金的成分特征.对现有低弹β-Ti固溶体合金的成分分析表明它们均满足团簇式[CN14团簇](连接原子)_x.根据该式,设计了Ti-Mo-Nb-Zr系列合金[MoTi_(14)]Ti(质量分数表达时为Ti-11... 详细信息

利用"团簇+连接原子"结构模型研究了典型低弹bccβ-Ti固溶体合金的成分特征.对现有低弹β-Ti固溶体合金的成分分析表明它们均满足团簇式[CN14团簇](连接原子)_x.根据该式,设计了Ti-Mo-Nb-Zr系列合金[MoTi_(14)]Ti(质量分数表达时为Ti-11.8Mo),[MoTi_(14)]Nb(Ti-11.2Mo-10.8Nb),[MoTi_(14)]Nb_2(Ti-10.1Mo-19.5Nb)和[Mo(Ti_(13)Zr)]Nb_2(Ti-9.2Zr-9.6Mo-18.7Nb),并采用Cu模吸铸快冷技术制备直径为3和6 mm的合金棒.结果表明,吸铸制备的合金均为bcc结构;当连接原子由Ti变成更低弹的Nb时,合金弹性模量降低;低弹Zr替代Ti进一步降低了合金的弹性模量,[Mo(Ti_(13)Zr)]Nb_2合金的弹性模量E=72 GPa.铸态样品经过固溶和水淬处理后弹性模量降低.

关键词： Ti-Mo-Nb-Zr合金 β-Ti固溶体 “团簇+连接原子”结构模型成分设计低弹性模量

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多孔仿生医用Ti-Mg梯度复合材料的制备

多孔仿生医用Ti-Mg梯度复合材料的制备

作者：夏朋昭华北理工大学

学位级别：硕士

针对目前医用钛合金和镁合金存在问题,综合金属钛高强度、较高弹性模量和金属镁低强度、低弹性模量的特点,研究制备了具有较高强度、较低弹性模量、优异生物可降解性和优良的生物相容性的多孔仿生Ti-Mg梯度复合材料。论文系统性的研究... 详细信息

针对目前医用钛合金和镁合金存在问题,综合金属钛高强度、较高弹性模量和金属镁低强度、低弹性模量的特点,研究制备了具有较高强度、较低弹性模量、优异生物可降解性和优良的生物相容性的多孔仿生Ti-Mg梯度复合材料。论文系统性的研究了球磨、压制、烧结参数以及镁含量对微波烧结制备Ti-Mg复合材料的微观组织结构和性能的影响,确定了制备Ti-Mg复合材料的最佳工艺参数。研究结果表明采用微波烧结制备Ti-Mg复合材料的最佳工艺参数为:球磨时间为8 h,球磨转速为200 rpm;压制压力为550 MPa,保压时间为200 s;烧结温度为600℃,保温时间为20 min。不同Ti-Mg比例的复合材料中Ti-16Mg复合材料的性能较为优越,抗压强度为325 MPa,弹性模量为26.69 GPa,维氏硬度为134.32 HV,且具有较好的耐腐蚀性能。复合材料细胞毒性为0级同时能够诱导在其表面沉积大量的羟基磷灰石,表明其具有良好的生物相容性。为了降低复合材料的弹性模量,提高复合材料的生物相容性,实验中制备了多孔Ti-16Mg复合材料,研究了造孔剂NHHCO粒径和添加量对多孔复合材料的孔隙结构和性能的影响。研究表明改变NHHCO的粒径可制备出孔径为100～500μm的多孔复合材料,当NHHCO添加量由6 wt%增加到24 wt%,多孔复合材料的孔隙率由16.64%增大到33.09%,弹性模量由16.34 GPa降低到4.7 GPa,抗压强度由280 MPa下降到65 MPa。为了进一步提高多孔Ti-16Mg复合材料的力学相容性和生物相容性,仿照人体骨组织特点制备了多孔仿生Ti-16Mg梯度复合材料,并对其微观结构和性能进行了研究分析。结果表明三层和五层的多孔仿生Ti-16Mg梯度复合材料的孔隙率相近,约为33%,其抗压强度分别为255 MPa和289 MPa,弹性模量分别为6.77 GPa和6.89 GPa,能够实现与人体骨骼的“力学适配”。多孔仿生梯度复合材料的细胞毒性为0级,其生物相容性优异。图94幅;表22个;参70篇。

关键词：复合金属材料微波烧结孔结构仿生材料低弹性模量

合金元素、加工与热处理对新型近β型钛合金TiZrMoNb力学性能的影响及微观分析

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稀有金属材料与工程 2010年第10期39卷 1795-1801页

作者：于振涛张亚峰刘辉麻西群余森张明华西北有色金属研究院陕西西安710016 西安建筑科技大学陕西西安710055 第四军医大学陕西西安710038

系统研究了不同合金添加元素(Mo、Zr、Nb)、加工及热处理对近β型医用钛合金力学性能和显微组织的影响规律,讨论保持医用钛合金生物力学相容性匹配的影响因素和方法。研究发现:TiNbZrMo合金中增加Zr、Mo元素含量使合金强化,而增加Mo、N... 详细信息

系统研究了不同合金添加元素(Mo、Zr、Nb)、加工及热处理对近β型医用钛合金力学性能和显微组织的影响规律,讨论保持医用钛合金生物力学相容性匹配的影响因素和方法。研究发现:TiNbZrMo合金中增加Zr、Mo元素含量使合金强化,而增加Mo、Nb元素含量和热加工率利于降低弹性模量。经过固溶处理后强度和弹性模量降低,而时效处理后合金产生弥散强化和细晶强化使强度和弹性模量提高。新合金冷热加工性能好,无明显各向异性,经过适当热处理可以达到高强度、低弹性模量和优良的塑韧性、疲劳性能综合匹配。

关键词：合金元素热加工性能热处理近β型钛合金合金力学性能微观分析 Elements Mechanical Properties Heat Treatment Microstructure Analysis Titanium Alloy 低弹性模量医用钛合金元素含量生物力学相容性强度影响因素影响规律性能综合显微组织

多孔Ta-10%Nb支架制备及其体外生物性能评价（英文）

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2018年第10期28卷 2053-2061页

作者：苗惊雷刘珏王汇丰杨海林阮建明中南大学粉末冶金国家重点实验室长沙410083 中南大学湘雅附属三医院骨科长沙410013

通过海绵浸渍法和烧结技术制备得到组织工程用的高孔隙Ta-10%Nb支架材料,该材料的孔隙尺寸为300～600μm,孔隙率达到(68.0±0.41)%,同时开孔率高达(93.5±2.6)%。研究表明,制备得到的Ta-10%Nb支架材料具有与人体骨组织相似的弹性模量(2... 详细信息

通过海绵浸渍法和烧结技术制备得到组织工程用的高孔隙Ta-10%Nb支架材料,该材料的孔隙尺寸为300～600μm,孔隙率达到(68.0±0.41)%,同时开孔率高达(93.5±2.6)%。研究表明,制备得到的Ta-10%Nb支架材料具有与人体骨组织相似的弹性模量(2.54±0.5) GPa和抗压强度(83.43±2.5) MPa。同时,这种材料具有良好的三维空间结构单元,通过在该材料上进行鼠MC3T3-E1细胞共培养发现,细胞能很好地粘附生长和增殖。该材料所具备的良好生物力学性能和生物相容性能,使其在生物医学组织工程支架材料应用中具有良好的应用前景。这种多孔金属材料拥有良好的孔隙结构单元、适当的孔隙率以及大的表面积,使得该材料与细胞发生良好的作用。

关键词：多孔Ta-Nb合金低弹性模量多孔结构体外评价

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高承载低模量医用摩擦学薄膜的研究

高承载低模量医用摩擦学薄膜的研究

作者：郝欣妮江苏大学

学位级别：硕士

随着人类对自身健康的关注,生物医用材料的研究越来越受到重视。硬组织替代材料的表面处理是当今生物医用材料领域的热点问题,摩擦磨损是导致硬组织置换失败的重要原因。针对这一主题,本文以钛(Ti)为基材所开展的工作和取得的创新性成... 详细信息

随着人类对自身健康的关注,生物医用材料的研究越来越受到重视。硬组织替代材料的表面处理是当今生物医用材料领域的热点问题,摩擦磨损是导致硬组织置换失败的重要原因。针对这一主题,本文以钛(Ti)为基材所开展的工作和取得的创新性成果如下： (1)采用优化的室温磁控溅射技术成功制备出承载能力高、摩擦磨损性能好的碳化硅(SiC)薄膜和DLC (diamond like carbon)/SiC双层薄膜(SiC为中间层)。在载荷500 g、氮化硅球(半径为2mm)为对摩件、室温Kokubo人体模拟体液条件下,SiC薄膜的磨损速率为105 mm3/Nm级,摩擦系数为0.215,DLC薄膜磨损速率在106～107 mm3/Nm级,摩擦系数为0.1,两种薄膜都不出现薄膜的破裂及剥落现象。“亚微米尺度畴”的微结构特征和低的sp3/sp2比分别保证了SiC薄膜和DLC薄膜具备高的韧性(自身的承载能力),薄膜—(薄膜)—基体间明显的且呈梯度的元素扩散及低的弹性模量差值保证了薄膜—(薄膜)—基体间的很好的结合和界面区的高的承载能力。薄膜的优良的抗腐蚀性能和摩擦系统的良好摩擦化学行为保证了薄膜的低的摩擦系数和磨损速率。本研究为承受高载荷摩擦磨损的硬组织置换,如人工髋关节等提供了先进的表面改性薄膜材料及其制备技术。 (2)提出了一种超低弹性模量高摩擦磨损性能薄膜材料的概念。通过预制对表层膜起诱导作用的中间层膜(Mg膜)成功制备出了弹性模量超低、摩擦磨损性能良好的薄膜材料(SiC, DLC/SiC)。SiC薄膜具有“亚微米尺度壳状特征的微结构”使之具有了处于自然人骨弹性模量(4～30GPa)范围之内的弹性模量(15.75 GPa)和类富勒烯材料的超高的硬度与弹性模量比值(0.149)。DLC薄膜具有超低的sp/sp比(0.13)和较低的弹性模量(47.69 GPa)。在200 g载荷、氮化硅球(半径为2 mm)为对摩件、Kokubo人体模拟体液下,SiC薄膜和DLC薄膜的摩擦系数分别为0.26和0.1,摩擦速率都在10-5/10-6 mm3/Nm级,且都不出现薄膜的破裂及剥落现象。本研究为与自然人骨接触的人工硬组织器件,如人工关节基干、接骨板、紧固件等的表面改性提供了先进的薄膜材料及其实现途径。 (3)基体材料的微结构纳米化对其表面薄膜的组织结构与性能、薄膜与基材间的结合具有很大影响。本研究提出了一种高压气流驱动硬质颗粒喷丸技术并成功实现了钛金属表面微结构的纳米化,提高硬度61.7%。对表面SiC薄膜的研究显示,表面纳米化能显著提高薄膜中C-C键的含量。本文的研究工作创新性强、研究结果为硬组织置换材料的表面处理提供了先进的薄膜材料及其制备技术和理论依据。

关键词：摩擦磨损薄膜生物医用高承载能力低弹性模量表面纳米化技术

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低模量模型材料在码头模型试验中的应用

水运工程 2010年第7期 86-89页

作者：莫智铣卢陈长沙理工大学水利工程学院湖南长沙410076

合适的低压缩模量、低弹性模量的模型材料是小尺寸码头模型试验的关键之一。根据相似理论及现有的实验条件,选择了合理的模型材料参数,并依据该参数制备了合适的模型材料,且对该模型材料的性能特点、配比组合进行了试验研究。在城陵矶... 详细信息

合适的低压缩模量、低弹性模量的模型材料是小尺寸码头模型试验的关键之一。根据相似理论及现有的实验条件,选择了合理的模型材料参数,并依据该参数制备了合适的模型材料,且对该模型材料的性能特点、配比组合进行了试验研究。在城陵矶新港的结构模型试验中应用该模型材料,取得了良好的效果,表明该模型材料在小尺寸模型试验中具有推广价值。

关键词：相似条件码头模型低弹性模量低压缩模量