金属学报

作者：李述军, 侯文韬, 郝玉琳, 杨锐

单位：中国科学院金属研究所 师昌绪先进材料创新中心 沈阳 110016

关键词：医用钛合金,多孔材料,增材制造,组织,力学性能,

基金：国家自然科学基金项目(51871220);国家自然科学基金项目(U2241245);中国科学院前沿科学重点研究项目(QYZDJ-SSW-JSC031)

钛合金多孔材料具有与人体骨匹配的弹性模量，可有效解决金属植入物与人体骨弹性错配；其内部存在的大量孔隙有利于周围细胞的长入和新骨的生长，从而促进骨组织形成。近年来，增材制造(3D打印)技术被用于钛合金多孔材料制备，该方法可以精确控制孔隙参数，并且克服了因金属高熔点造成的制备困难。本文综述了作者团队在3D打印医用Ti-6Al-4V、纯Ti以及低模量钛合金多孔材料组织及力学性能的研究结果。对于Ti-6Al-4V两相合金，其疲劳性能受多孔结构设计和多种后处理的影响。纯Ti多孔材料较Ti-6Al-4V更优的疲劳寿命源于其更好的塑性和形变孪晶的应变硬化效应。低模量Ti2448合金的优异疲劳寿命则源于其超弹性提高裂纹萌生寿命，高韧性提高裂纹扩展寿命。最后展望了复杂生理环境腐蚀疲劳性能、多孔材料表面生物活化处理和新型医用金属体系多孔材料等发展方向。

来源：2023年第4期

《金属学报》期刊编辑部

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