氧化鋁陶瓷半髖關(guān)節(jié)股骨頭材料的制備、性能及假體成型加工技術(shù)研究.pdf

1、該文研究高性能氧化鋁生物陶瓷—金屬配伍型人工半髖關(guān)節(jié)股骨頭材料的制備、力學(xué)性能及假體的成型加工工藝,為解決氧化鋁陶瓷燒結(jié)、機加工等技術(shù)難題提供具有一定理論參考和實際應(yīng)用價值的研究結(jié)果.該文在常壓低溫條件下制備了氧化鋁陶瓷,系統(tǒng)研究了氧化鋁陶瓷材料的力學(xué)性能、微觀形貌、晶界顯微結(jié)構(gòu)、相組成和股骨頭的精密成型、冷加工,并討論了添加劑的作用、材料顯微結(jié)構(gòu)與力學(xué)強度的關(guān)系、材料的燒結(jié)機理及影響氧化鋁材料結(jié)構(gòu)與性能的因素.首先,采用高純超細α-A

2、l<,2>O<,3>粉原料和MgO-ZrO<,2>(Y<,2>O<,3>)復(fù)合添加劑,用氨水沉積包裹法混料,使添加劑均勻分布于原料基體中.混合料脫水烘干后在1280℃下進行煅燒,使混合料中所含氫氧化物完全分解,得到燒結(jié)活性好的粉料.粉料采取模壓和冷等靜壓相結(jié)合的方法壓制,增大了坯體內(nèi)部的密度并減少了應(yīng)力的分布不均,得到均勻致密的陶瓷坯體.為滿足燒結(jié)前坯體加工的要求,壓制后的坯體在1150℃預(yù)燒,使其具備一定的加工強度,然后按照半髖關(guān)節(jié)股

3、骨頭假體的形狀尺寸設(shè)計圖在數(shù)控車床上進行精密車削成型.成型后的坯體置于硅鉬棒電爐中,在常壓、適當(dāng)升溫速率下于1600℃保溫2.5小時燒結(jié).最后,采用SiC超細粉和金剛石研磨膏對氧化鋁陶瓷股骨頭表面進行分級拋光,用專用器械修整其聯(lián)接部位,得到表面具有近似鏡面光潔度并與股骨柄配合良好的氧化鋁陶瓷股骨頭,并與表面涂覆生物活性涂層的鈦合金股骨柄配伍,最終獲得人工半髖關(guān)節(jié)假體.對MgO-ZrO<,2>(Y<,2>O<,3>)復(fù)合添加劑的作用及氧化