無鎳Zr基大塊非晶合金生物相容性研究.pdf

1、本論文采用電弧熔煉/銅模吸鑄法制備尺寸為70×12×1.5mm片狀Zr60.5Cu19.5Fe5Al9.5Ti5.5大塊非晶合金。利用X射線衍射分析(XRD)、示差掃描量熱儀(DSC)、差熱分析(DTA)、Instron力學(xué)試驗機、電化學(xué)設(shè)備、SRV/UMT摩擦試驗機及活體植入實驗等手段研究了該非晶合金的結(jié)構(gòu)、熱學(xué)性能、力學(xué)性能、耐腐蝕性能、模擬體液中摩擦磨損、微動磨損性能、皮下植入炎癥反應(yīng)等,并通過用SEM/EDAX、表面輪廓儀,光學(xué)

2、顯微鏡等測試分析試驗結(jié)果。
　　XRD、DSC和DTA結(jié)果表明該合金具有較強的非晶形成能力和熱穩(wěn)定性。力學(xué)測試表明該合金具有很高的強度和塑性及較低的彈性模量,其斷裂強度和斷裂應(yīng)變量分別為1683MPa和9.1％,其彈性模量約為70 GPa,具有較好的生物力學(xué)相容性。在緩沖磷酸鹽溶液中的電化學(xué)測試表明該合金具有較低的鈍化電流密度,但鈍化區(qū)間較窄。
　　在體液PBS溶液中進行了摩擦磨損及微動磨損實驗。結(jié)果表明,與醫(yī)用鈦合金相比,

3、非晶合金雖然具有較高的摩擦系數(shù),但具有很低的磨損率,表現(xiàn)出很好抗磨損性能。非晶合金的磨損機理主要表現(xiàn)為在摩擦過程中,摩擦表面與周圍介質(zhì)反應(yīng)形成高含氧摩擦層,氧化摩擦層在隨后的摩擦過程逐漸脫落而造成質(zhì)量的耗損。通過PBS溶液與蒸餾水中的摩擦對比,結(jié)果顯示非晶合金在兩種介質(zhì)中有著相似的摩擦學(xué)特性:相差不大的摩擦系數(shù)、磨損體積及相同的磨損機理,表明PBS溶液對非晶摩擦腐蝕作用比較小。
　　兔皮下埋植實驗結(jié)果顯示BMG能夠很好地被宿主所接