一种Mo-Re-T系合金及其应用制造技术

本发明专利技术提供了一种Mo

【技术实现步骤摘要】
一种Mo-Re-T系合金及其应用


[0001]本专利技术涉及钼合金，特别涉及含铼和第三种元素的钼合金。

技术介绍

[0002]金属材料因具有良好的机械性能而广泛用于血管支架、骨科及心脏瓣膜等领域。医用不锈钢、钴基合金和钛合金是外科植入物和矫形器械的医用金属材料的三大系列。钛及钛合金材料是目前应用最多的植入金属，具有密度小、比强度高、与骨相近似的弹性模量等优异的机械性能，并且无毒性、良好的生物相容性、耐腐蚀性和抗疲劳性能明显优于其他医用金属，因而在临床上得到了越来越广泛的应用。但是现有的医用金属材料仍有许多待改进的问题，如：1、弹性模量与骨相比仍有较大差距，容易产生“应力屏蔽”，可引起骨吸收、萎缩直至假体松动等一系列并发症；
[0003]2、与骨相比在强度和韧性不足，造成医疗装置的稳定性(耐蚀、耐磨)和耐用性不足(易疲劳和断裂)，从而限制了使用寿命；
[0004]3、射线不透过性不足，限制了造影时的准确跟踪，进而限制了在微细血管医疗领域的运用。随着科技进步和临床应用的不断深入，除了对传统医用钛合金改良和优化升级外，开发研究新型医用合金材料也是一个重要的研究方向。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术之不足，提供一种Mo-Re-T系合金，该合金具有显著提高的材料强度，其模量、硬度和耐磨性以及疲劳性能，与骨组织具有更好的力学和生物相容性，同时具有优良的射线不透过性、低磁化率，更有利于造影时的准确跟踪。
[0006]本专利技术提供的技术方案如下：
[0007]一种Mo-Re-T系合金，所述Mo-Re-T系合金包含如下成分，以质量百分比计算：
[0008]Re：10.5％-49.5％，
[0009]T：0.01％-20％，
[0010]余量为Mo，以及不可避免的杂质；T为选自K、Al、Si、Mn、Ga、Ge、Sr、Ru、Rh、Cd、In、Sn、Ag、Ta、Au、Cu、Sb、Ba、Ir、Bi或稀土元素中的至少1种元素。
[0011]在推荐的实施方式中，优选的T为选自K、Al、Si、Mn、Ga、Ge、Sr、Ru、Ta、W、Rh、 Cd、In、Sn、Sb、Ba、Bi或Ir中的至少1种元素。
[0012]在推荐的实施方式中，优选的T为选自K、Al、Si、Mn、Ga、Ge、Sr、Ru、Ta、W、Rh、 Cd、Sn、Sb、Ba、Ir或La中的至少2种元素。
[0013]在推荐的实施方式中，优选的T为选自为选自K、Al、Si、Mn、Ga、Ge、Sr、Ru、Rh、 Ta、W、Cd、Sn、Sb、Ba、Ir或La中的至少3种元素。
[0014]在推荐的实施方式中，优选的T为选自为K、Al、Si、Ag、Ta、W或La中的至少3种元素。
[0015]在推荐的实施方式中，优选的T为选自为Ag、Au、Ta、W、Cu、Bi或La中的至少1种元素。T的添加可使合金磁化率大幅降低，且最低限度影响合金的生物相容性。
[0016]在推荐的实施方式中，优选的T为选自为Ta、Mn、Ru或Rh中的至少1种元素，所述T 的含量为1％-20％，所述Re的含量为20.5％-37％。Re的价格昂贵且稀有，T的添加可在不降低 MoRe合金物化性能的基础上，显著降低Re的用量。
[0017]在推荐的实施方式中，所述T的含量为5％-18％。
[0018]在推荐的实施方式中，所述T的含量为0.5％-8.5％。
[0019]在推荐的实施方式中，所述Re的含量为30.5％-45％。
[0020]在推荐的实施方式中，所述Re的含量为15％-25％。
[0021]在推荐的实施方式中，所述Mo-Re-T系合金含Mo2Re3相、MoRe2相和Mo13Re45相。通常认为MoRe2相的存在会降低MoRe合金性能，但本专利技术试验中发现一定量的MoRe2相有益于 Mo-Re-T系合金更接近人体关节的物理参数，也更利于医用植入。
[0022]在推荐的实施方式中，所述MoRe2相的含量低于所述Mo13Re45相。
[0023]在推荐的实施方式中，所述MoRe2相的含量与所述Mo13Re45相的含量的比值为0.01-1。
[0024]在推荐的实施方式中，所述MoRe2相的含量与所述Mo13Re45相的含量的比值为0.1-0.8。
[0025]在推荐的实施方式中，所述Mo-Re-T系合金的X射线衍射图谱中，在布拉格角2θ为40
°ꢀ-
45
°
出现Mo的衍射峰A和在布拉格角2θ为55
°-
60
°
出现衍射峰B，所述X射线衍射图谱采用Cu靶作为射线源，所述A与所述B的衍射峰强度比例为1.5-3:1。
[0026]本专利技术所提及的稀土元素选自Sc、Nd、Pr、Dy、Tb、Ho、La、Ce、Pm、Sm、Eu、Gd、Er、 Tm、Yb、Lu或Y元素中的至少一种。
[0027]由于受检测设备的限制，在以往的研究中，对于痕量元素的测试结果准确性难以保证。近年来，随着检测技术的提升，出现了更精准的检测设备，如电感耦合等离子质谱仪ICP-MS、场发射电子探针显微分析FE-EPMA等设备。其中，ICP-MS(型号7700x，Agilent)可检测10ppb 含量的元素。FE-EPMA(型号8530F，JEOL)通过场发射电子枪，在大电流工作仍可保证极细的电子束，最高分辨率达到3nm，对于微区元素含量的检测限达到100ppm左右。
[0028]所述T根据其离子半径及电子构造不同，在所述Mo-Re-T系合金中也可以只含有极低的含量，如0.01wt％-0.1wt％。在MoRe固溶体中几乎不存在T，T在烧结过程中，随着合金主相的析出，向结晶晶界浓缩。T溶入晶界之后，由于部分T元素与Mo元素、Re的亲和性较差，晶界中T在冷却过程中析出分离，在达到晶界的凝固温度时，T以微小并且均一分散的方式实现析出。T钉扎结晶物在晶粒生长过程中，积聚在晶粒生长方向的表面上，隔断了晶粒与外部的物质迁移过程，从而阻碍晶粒长大。
[0029]在本专利技术中，T也可以是原料等的杂质，其根据原料中杂质的含量选定本专利技术所使用的原料；当然，也可以选择T含量在现有设备的检测限以下(可视为不含有T)的原料，采用加入本专利技术所描述含量的T金属原料的方式。简而言之，只要原料中含有必要量的T即可，不管T的来源为何。
[0030]本专利技术还提供了另一种Mo-Re-T系合金的技术方案，所述Mo-Re-T系合金包含Mo、Re 和T，T为选自K、Al、Si、Mn、Ga、Ge、Sr、Ru、Rh、Cd、In、Sn、Ag、Ta、Au、Cu、Sb、 Ba、Ir、Bi或稀土元素中的至少1种元素；所述Mo-Re-T系合金的X射线衍射图谱中，在布拉格角2θ为40
°-
45
°
出现Mo的衍射峰A，在布拉格角2θ为55
°-
60
°
出现衍射峰B，在布拉格角2θ为70...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种Mo-Re-T系合金，其特征在于，所述Mo-Re-T系合金包含如下成分，以质量百分比计算：Re：10.5％-49.5％，T：0.01％-20％，余量为Mo，以及不可避免的杂质；T为选自K、Al、Si、Mn、Ga、Ge、Sr、Ru、Rh、Cd、In、Sn、Ag、Ta、Au、Cu、Sb、Ba、Ir、Bi或稀土元素中的至少1种元素。2.根据权利要求1所述的一种Mo-Re-T系合金，其特征在于：所述T为选自K、Al、Si、Ag、Ta、W或La中的至少3种元素。3.根据权利要求1所述的一种Mo-Re-T系合金，其特征在于：所述T为选自Ag、Au、Ta、W、Cu、Bi或La中的至少1种元素。4.根据权利要求1所述的一种Mo-Re-T系合金，其特征在于：所述T为Ta、Mn、Ru或Rh中的至少1种元素，所述T的含量为1％-20％，所述Re的含量为20.5％-37％。5.根据权利要求1-4任一项所述的一种Mo-Re-T系合金，其特征在于：所述Mo-Re-T系合金含Mo2Re3相、MoRe2相和Mo13Re45相。6.根据权利要求5所述的一种Mo-Re-T系合金，其特征在于：所述MoRe2相的含量低于所述Mo13Re45相。7.根据权利要求5所述的一种Mo-Re-T系合金，其特征在于：所述MoRe2相的含量与所述Mo13Re45相的含量的比值为0.01-1。8.根据权利要求1所述的一种Mo-Re-T系合金，其特征在于：所述Mo-Re-T系合金的X射线衍射图谱中...

【专利技术属性】
技术研发人员：涂启建，方毅金，郭东红，蒋香草，汤闵枫，宋久鹏，彭福生，黄灿鑫，伏鋆，
申请(专利权)人：厦门虹鹭钨钼工业有限公司，
类型：发明
国别省市：