一种快速筛选低弹性模量生物钛合金的方法技术

本发明专利技术属于材料研究方法领域，具体涉及一种快速筛选低弹性模量生物钛合金的方法。该方法首先根据相图计算结果确定BCC相钛合金中的两个端际组元成分，然后根据该成分，以纯金属为原料，依次经过熔炼、线切割、退火得到两个端际组元，再将两个端际组元固定在一起退火处理，得到扩散偶，最后对扩散偶中的BCC相进行成分梯度分析和弹性模量测试，即得到钛合金成分与弹性模量的对应关系，从而确定低弹性模量生物钛合金的组成。该筛选方法易于实现、高效快捷，较传统研究方法可极大节约研发、人力和时间成本。在短时间内获得大量近似连续的相组成‑合金成分‑弹性模量对应实验数据信息，有助于对于BCC相钛合金体系进行全面、系统的认识。

【技术实现步骤摘要】
一种快速筛选低弹性模量生物钛合金的方法
本专利技术属于材料研究方法领域，具体涉及一种快速筛选低弹性模量生物钛合金的方法。
技术介绍
生物钛合金是非常重要的工业材料，由于其较低的弹性模量和良好的生物相容性，被作为人体硬组织植入材料广泛应用于临床医疗中。考虑到对人体的无毒性，生物钛合金中主要的添加元素包括Cr、Fe、Hf、Mn、Mo、Nb、Sn、Ta、W和Zr等，含有以上添加元素的钛合金经过固溶处理后形成BCC相钛合金。目前，Ti-Nb基、Ti-Zr基、Ti-Nb-Zr基、Ti-Nb-Ta-Zr基和Ti-Nb-Zr-Sn基合金是低弹性模量生物钛合金研发的主要合金体系，而Ti-Cr基、Ti-Fe基和Ti-Mn基合金则是低成本生物钛合金的相关合金体系。相较于传统的纯Ti和Ti-Al-V合金而言，这些BCC相钛合金的生物相容性更好，弹性模量更低，具有较大替代传统临床生物金属材料的潜力。在不同BCC相钛合金体系中，确定最低弹性模量对应的合金成分是十分重要的研究工作。传统的合金开发主要是逐一对单一成分样品进行材料性能测试，再进行对比分析，从而遴选出所测样品中性能最优的合金。该方法一方面需要耗费大量本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种快速筛选低弹性模量生物钛合金的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)采用相图计算的方法确定待研究扩散偶的两个端际组元成分；(2)根据步骤(1)中确定的两个端际组元成分，以纯金属为原料进行熔炼，得到两个端际组元金属锭，然后线切割所得金属锭，得到金属锭芯部的均匀块体，清理块体表面，再密封入真空且存有海绵钛或海绵钇的容器中，进行退火处理，退火后将块体取出骤冷，对块体进行磨抛，得到扩散偶的两个端际组元；(3)将步骤(2)中得到的两个端际组元固定在一起，密封入真空且存有海绵钛或海绵钇的容器中，进行退火处理，退火后将已经固定在一起的块体取出骤冷，得到扩散偶；(4)对步骤(3)中得到的扩散偶进行微观...

【技术特征摘要】
1.一种快速筛选低弹性模量生物钛合金的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)采用相图计算的方法确定待研究扩散偶的两个端际组元成分；(2)根据步骤(1)中确定的两个端际组元成分，以纯金属为原料进行熔炼，得到两个端际组元金属锭，然后线切割所得金属锭，得到金属锭芯部的均匀块体，清理块体表面，再密封入真空且存有海绵钛或海绵钇的容器中，进行退火处理，退火后将块体取出骤冷，对块体进行磨抛，得到扩散偶的两个端际组元；(3)将步骤(2)中得到的两个端际组元固定在一起，密封入真空且存有海绵钛或海绵钇的容器中，进行退火处理，退火后将已经固定在一起的块体取出骤冷，得到扩散偶；(4)对步骤(3)中得到的扩散偶进行微观组织结构分析，从而确定BCC相所在区域，对该区域进行成分梯度分析和弹性模量测试，获取钛合金BCC相合金成分-弹性模量的批量实验数据，最后依据弹性模量最低值确定相应的钛合金成分。2.根据权利要求1所述的快速筛选低弹性模量生物钛合金的方法，其特征在于，步骤(1)中所述的确定待研究扩散偶的两个端际组元成分的方法为：对二元体系，计算出成分-温度相图；对三元体系，计算不同温度的等温截面图；对多元体系，计算不同成分合金的相关系图；然后在成分-温度相图或等温截面图或不同成分合金的相关系图中，确定钛质量百分数高于50％范围内的BCC相所在区域，取该区域中成分差异最大的两个钛合金对应的成分数值，即钛合金成分梯度最大时的两个端点值，即为待研究扩散偶的两个端际组元成分。3.根据权利要求1所述的快速筛选低弹性模量生物钛合金的方法，其特征在于：步骤(1)中所述的端际组元成分为纯金属成分或合金成分。4.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈伟民，李卫，
申请(专利权)人：暨南大学，
类型：发明
国别省市：广东,44