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Metal Fabrication by Additive Manufacturing Using Laser and Electron Beam Melting Technologies 被引量:109
1
作者 Lawrence E. Murr Sara M. Gaytan +6 位作者 Diana A. Ramirez Edwin Martinez Jennifer Hernandez Krista N. Amato Patrick W. Shindo Francisco R. Medina Ryan B. Wicker 《Journal of Materials Science & Technology》 SCIE EI CAS CSCD 2012年第1期1-14,共14页
Lawrence E. Murr is Mr.J Mrs. Macintosh Murehison Professor and Chairman of the Department of Metallurgical and Materials Engineering and Ph.D. Program Director in the Materials Research Technology Institute at The Un... Lawrence E. Murr is Mr.J Mrs. Macintosh Murehison Professor and Chairman of the Department of Metallurgical and Materials Engineering and Ph.D. Program Director in the Materials Research Technology Institute at The University of Texas at El Paso. Dr. Murr received his B.Sc. in physical science from Albright College, and his B.S.E.E. in electronics, his M.S. in engineering mechanics, and his Ph.D. in solidstate science, all from the Pennsylvania State University. Dr. Murr has published 20 books, over 750 scientific and technical articles in a wide range of research areas in materials science and engineering, environmental science and engineering, manufacturing science and engineering (especially rapid prototype/layered manufacturing), 展开更多
关键词 Selective laser melting electron beam melting Additive manufacturing MICROSTRUCTURES Microstructural architecture
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超洁净钢的新进展 被引量:56
2
作者 李正邦 《材料与冶金学报》 CAS 2002年第3期161-165,共5页
洁净钢已在工业规模生产 .本文认为超洁净钢应针对不同钢种、不同用途 ,应用不同蹬精炼技术 ,在生产流程中各个突破、达到要求 .零夹杂钢即夹杂物高度弥散分布 ,尺寸小于 1 μm的钢 .本文从理论上分析其制备的可能性 ,展望其性能 。
关键词 超纯净钢 零夹杂钢 冷坩埚悬浮熔炼 电子束熔炼
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电子束选区熔化增材制造技术研究进展 被引量:47
3
作者 郭超 张平平 林峰 《工业技术创新》 2017年第4期6-14,共9页
电子束选区熔化(Electron Beam Selective Melting,EBSM)是一种增材制造工艺,通过电子束扫描、熔化粉末材料,逐层沉积制造三维金属零件,适用于钛合金、钛铝基合金等难熔、高性能金属材料的成形制造。对国内外EBSM装备研发、工艺研究、... 电子束选区熔化(Electron Beam Selective Melting,EBSM)是一种增材制造工艺,通过电子束扫描、熔化粉末材料,逐层沉积制造三维金属零件,适用于钛合金、钛铝基合金等难熔、高性能金属材料的成形制造。对国内外EBSM装备研发、工艺研究、材料组织与性能和应用研究的现状和趋势进行了综述,表明EBSM技术在航空航天高性能复杂零部件的制造、多孔结构医疗植入体制造等方面具有广泛的应用前景。 展开更多
关键词 增材制造 电子束 选区熔化 成形装备 缺陷 微观组织 航空航天 多孔植入体
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金属增材制造技术及其专用材料研究进展 被引量:36
4
作者 杨全占 魏彦鹏 +3 位作者 高鹏 成京昌 时坚 于波 《材料导报(纳米与新材料专辑)》 EI CAS 2016年第1期107-111,124,共6页
金属增材制造已成为先进制造技术的一个重要发展方向,是制造领域的国际制高点,有着广阔的发展前景,也存在着巨大的挑战。介绍了激光选区熔化、电子束选区熔化、激光立体成形、电子束熔丝沉积等金属增材制造技术在成形装备、工艺技术和... 金属增材制造已成为先进制造技术的一个重要发展方向,是制造领域的国际制高点,有着广阔的发展前景,也存在着巨大的挑战。介绍了激光选区熔化、电子束选区熔化、激光立体成形、电子束熔丝沉积等金属增材制造技术在成形装备、工艺技术和应用方面的研究进展,总结了增材制造用金属粉末和丝材的研制情况,指出了现阶段该技术存在的问题和未来研究方向。 展开更多
关键词 激光选区熔化 电子束选区熔化 激光立体成形 电子束熔丝沉积 金属粉末 金属丝材
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电子束选区熔化增材制造技术研究现状分析 被引量:28
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作者 邢希学 潘丽华 +3 位作者 王勇 徐富家 王廷 苏帅 《焊接》 北大核心 2016年第7期22-26,69,共5页
增材制造(3D打印)作为一种新兴的材料成形方法,在航空航天、生物医学等领域有着广泛的应用前景。综述了电子束增材制造(3D打印)技术国内外研究现状,简述了利用电子束选区熔化技术增材制造的基本原理和国内外研究学者已经取得的部分研究... 增材制造(3D打印)作为一种新兴的材料成形方法,在航空航天、生物医学等领域有着广泛的应用前景。综述了电子束增材制造(3D打印)技术国内外研究现状,简述了利用电子束选区熔化技术增材制造的基本原理和国内外研究学者已经取得的部分研究成果,并展望了电子束增材制造技术的发展方向。 展开更多
关键词 电子束 选区熔化 增材制造 研究现状
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电子束熔炼技术及其应用 被引量:24
6
作者 马立蒲 刘为超 《有色金属加工》 CAS 2008年第6期28-31,36,共5页
本文介绍电子束熔炼技术的发展及现状,阐述了几种电子束熔炼工艺的原理、设备和用途,详细介绍了电子束冷床炉在钛工业上的应用。
关键词 电子束熔炼技术 工艺原理 钛合金
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电子束选区熔化成形316L不锈钢的工艺研究 被引量:24
7
作者 郭超 林峰 葛文君 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第21期152-158,共7页
电子束选区熔化是一种利用电子束逐层熔化金属粉末制造三维实体零件的增材制造技术,在航空航天、医学植入体等领域有很好的应用前景。利用316L不锈钢粉末为材料,研究粉末熔化阶段电子束功率恒定、单遍扫描对成形件上表面粗糙度的影响。... 电子束选区熔化是一种利用电子束逐层熔化金属粉末制造三维实体零件的增材制造技术,在航空航天、医学植入体等领域有很好的应用前景。利用316L不锈钢粉末为材料,研究粉末熔化阶段电子束功率恒定、单遍扫描对成形件上表面粗糙度的影响。发现电子束功率P与扫描速度v的比值是影响上表面形貌的关键因素,随着P/v值的增加,上表面形貌由网结状变化为沟壑状,同时粉末材料的飞溅增加。研究上表面形貌随成形高度增加而演变的过程,发现形貌随高度增加不断恶化,并解释了形貌恶化的原因。提出电子束功率递增、多遍扫描的方法,先用低功率电子束使粉末材料熔化聚球但不飞溅,再用大功率电子束使材料重新熔化并充分流动、浸润。这种方法改善了成形件上表面的形貌,表面粗糙度Ra小于8μm,获得的组织均匀细密,致密度高达99.96%。相对于单遍扫描,多遍扫描不会造成主要元素的额外烧损。 展开更多
关键词 增材制造 电子束 选区熔化 表面形貌 扫描方法
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铬青铜与双相不锈钢电子束熔钎焊接头形成机制 被引量:15
8
作者 张秉刚 冯吉才 +3 位作者 吴林 李宏伟 杨卫鹏 朱春玲 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期17-20,24,共5页
采用光学金相、能谱分析及电子探针元素分析方法对QCr0.8/1Cr21Ni5Ti电子束熔钎焊接接头的组织结构进行了研究。研究结果表明,铬青铜与双相不锈钢电子束熔钎焊接头的焊缝组织为宏观均匀的Fe在Cu中的过饱和固溶体相,熔钎界面上部形成了... 采用光学金相、能谱分析及电子探针元素分析方法对QCr0.8/1Cr21Ni5Ti电子束熔钎焊接接头的组织结构进行了研究。研究结果表明,铬青铜与双相不锈钢电子束熔钎焊接头的焊缝组织为宏观均匀的Fe在Cu中的过饱和固溶体相,熔钎界面上部形成了与焊缝及钢侧母材连结良好的一薄的α+ε相熔合过渡层,下部为钎合面。给出了铜钢异种材料电子束熔钎接头形成的结构和热作用条件,并基于组织结构分析和电子束焊接的特点,建立了QCr0.8/1Cr21Ni5Ti电子束熔钎焊接接头形成的物理模型,探讨了其形成机制。分析认为,QCr0.8/1Cr21Ni5Ti电子束熔钎焊接头组织结构的形成是由匙孔形熔池形成阶段、熔合过渡层形成阶段、钎缝形成阶段及最终组织形成阶段组成。 展开更多
关键词 电子束 熔钎焊接头 形成 机制
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电子束冷炉床熔炼(EBCHM)技术的发展与应用 被引量:21
9
作者 田世藩 马济民 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期77-85,共9页
本文系统总结了电子束冷炉床熔炼(Electron Beam Cold Hearth Melting-EBCHM)技术近四十年的发展脉络。详细介绍了电子束冷床炉熔炼的各主要方面,包括电子枪的改进,冷床炉结构演变和功能扩展以及消除钛合金冶金缺陷的独特优势、电子束... 本文系统总结了电子束冷炉床熔炼(Electron Beam Cold Hearth Melting-EBCHM)技术近四十年的发展脉络。详细介绍了电子束冷床炉熔炼的各主要方面,包括电子枪的改进,冷床炉结构演变和功能扩展以及消除钛合金冶金缺陷的独特优势、电子束冷床炉熔炼科学技术应用现状及当前的主要研究方向等。指出近年来EBCHM技术在钛及钛合金工业生产中的应用持续稳定增长,除了钛的废料回收,消除钛的冶金缺陷提高合金质量,满足航空发动机转动部件要求,是主要的推动因素。可为广大钛冶金、材料应用工作者和设计人员提供有价值的参考。 展开更多
关键词 电子束熔炼 冷炉床 钛合金精炼
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国外高能束增材制造技术应用现状与最新发展 被引量:19
10
作者 陈济轮 杨洁 于海静 《航天制造技术》 2014年第4期1-4,10,共5页
介绍了国外以激光束、电子束为热源的高能束增材制造技术研究应用现状以及最新发展,重点介绍了高能束增材制造技术在国外航空航天的应用案例,对高能束增材制造技术的未来发展进行了展望。
关键词 增材制造 激光熔化沉积 选区激光熔化成形 电子束熔化成形
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增材制造钛铝合金研究进展 被引量:19
11
作者 王茂松 杜宇雷 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期1-24,共24页
钛铝合金具有轻质、高强、耐高温等优异特性,在航空领域,特别是在航空发动机涡轮叶片上具有重要应用价值。然而,钛铝合金的室温脆性大、热变形能力低,使得采用传统的锻造、精密铸造、粉末冶金等技术均难以制造具有复杂形状,特别是具有... 钛铝合金具有轻质、高强、耐高温等优异特性,在航空领域,特别是在航空发动机涡轮叶片上具有重要应用价值。然而,钛铝合金的室温脆性大、热变形能力低,使得采用传统的锻造、精密铸造、粉末冶金等技术均难以制造具有复杂形状,特别是具有内部空腔结构的钛铝合金叶片,限制了其性能的进一步提升。增材制造技术能够突破形状的制约,有望发展成为制造钛铝合金复杂结构零部件的新技术。目前,应用于钛铝合金的增材制造技术主要有电子束选区熔化、选区激光熔化和激光金属沉积。本文调研了增材制造钛铝合金领域2010~2020年的文献,对上述3类增材制造技术的原理和特性、所使用合金粉末的特性、打印构件的相组成、组织形貌和热处理工艺、宏观和微观力学性能及其在航空领域的应用等研究进行了对比分析和评述,并对增材制造钛铝合金发展中所存在的问题及下一步研发重点进行了总结和探讨。 展开更多
关键词 钛铝合金 选区激光熔化 激光金属沉积 电子束选区熔化 涡轮叶片
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电子束直接熔化技术中的粉末状态分析 被引量:18
12
作者 齐海波 颜永年 +1 位作者 林峰 闫占功 《清华大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第8期1012-1015,共4页
在电子束直接熔化金属粉末技术中,为了避免真空室抽气瞬间的气流和电子束对金属粉末的作用力改变粉末的堆放状态,建立了金属粉末受力模型,并对金属粉末的受力进行计算和分析。理论分析与实验结果表明,在抽气口位置粉末容易被气流抽走,... 在电子束直接熔化金属粉末技术中,为了避免真空室抽气瞬间的气流和电子束对金属粉末的作用力改变粉末的堆放状态,建立了金属粉末受力模型,并对金属粉末的受力进行计算和分析。理论分析与实验结果表明,在抽气口位置粉末容易被气流抽走,工作台不能与抽气口在同一水平高度。0.5mA以上的电子束束流引起的压力会推开气雾化不锈钢粉末,该现象的主要解决途径为降低电子束束流、提高粉末致密度和选用摩擦因数大的金属粉末。此外,利用电子束对金属粉末预热,提高其相互间的粘结力也是解决方法之一。 展开更多
关键词 真空电子束技术 电子束熔化 金属粉末
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电子束熔融快速成型技术在骨科植入物修复过程中的骨诱导能力 被引量:17
13
作者 王彩梅 张卫平 +3 位作者 王刚 闫慧 杨晓杰 李志疆 《中国组织工程研究》 CAS CSCD 2013年第52期9055-9061,共7页
背景:电子束熔融快速成型技术(EBM RP)是一种新型金属粉末快速成型技术,它具有精准、复杂成型的特点,已在航空航天、汽车和医疗植入器材等领域显示独特的应用优势。目的:探索电子束熔融快速成型技术用于骨科植入物时表现出的产品性能、... 背景:电子束熔融快速成型技术(EBM RP)是一种新型金属粉末快速成型技术,它具有精准、复杂成型的特点,已在航空航天、汽车和医疗植入器材等领域显示独特的应用优势。目的:探索电子束熔融快速成型技术用于骨科植入物时表现出的产品性能、个性化定制能力,尤其是诱导骨长入能力。方法:计算机检索Pubmed数据库、中国期刊全文数据库、知网数据库,手工检索《东方早报》《世界科学》《中国骨科杂志》,以及相关的中英文会议论文集。所有检索时间均截止至2013年9月。纳入标准:①应用电子束熔融快速成型技术的文章。②外科植入物相关文章。最后选择50篇文献进行分析。结果与结论:EBM态Ti6Al4V骨科植入物具有良好的产品综合性能;电子束熔融快速成型技术具有优良的个性化定制能力,尤其是生成的3D连通的孔隙结构,可提供诱导骨长入的结构性条件,在骨科植入物方面享有独特的优势。 展开更多
关键词 骨关节植入物 骨与关节综述 电子束熔融 快速成型 骨科植入物 3D骨小梁
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电子束熔融快速制造Ti-6Al-4V的力学性能 被引量:16
14
作者 锁红波 陈哲源 李晋炜 《航天制造技术》 2009年第6期18-22,共5页
利用电子束熔融快速制造的办法制备了Ti-6Al-4V试样,进行了直接拉伸和热等静压(HIP)后的拉伸及硬度测试;结果表明,无论是否经过热等静压,抗拉强度、断面收缩率及延伸率均达到或超过了锻件的标准;成型过程中Al的损失及低的O含量有利于塑... 利用电子束熔融快速制造的办法制备了Ti-6Al-4V试样,进行了直接拉伸和热等静压(HIP)后的拉伸及硬度测试;结果表明,无论是否经过热等静压,抗拉强度、断面收缩率及延伸率均达到或超过了锻件的标准;成型过程中Al的损失及低的O含量有利于塑性提高;组织细化是获得良好强度及高塑性的主要原因;微小的内部气孔缺陷对拉伸性能没有明显的影响;热等静压后抗拉强度及塑性降低;硬度在同一层面内和沿熔积高度方向没有明显差别,均高于退火轧制板的硬度水平。 展开更多
关键词 电子束 快速制造 TI6AL4V 力学性能
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3D打印钛合金骨小梁金属臼杯在初次全髋关节置换术应用的临床和影像学评估:5年临床随访 被引量:16
15
作者 程文俊 王俊文 +5 位作者 焦竞 左伟 肖飞 徐海军 肖志宏 勘武生 《中华创伤骨科杂志》 CAS CSCD 北大核心 2018年第12期1066-1071,共6页
目的评估初次全髋关节置换术(THA)中应用3D打印钛合金骨小梁金属(TTM)臼杯的中期疗效。方法前瞻性研究2012年5月至2013年6月华中科技大学同济医学院附属普爱医院骨科进行初次THA的19例(20髋)患者,采用非随机对照研究分成TTM臼杯组9例(10... 目的评估初次全髋关节置换术(THA)中应用3D打印钛合金骨小梁金属(TTM)臼杯的中期疗效。方法前瞻性研究2012年5月至2013年6月华中科技大学同济医学院附属普爱医院骨科进行初次THA的19例(20髋)患者,采用非随机对照研究分成TTM臼杯组9例(10髋)和Pinnacle臼杯组10例(10髋)。术后5年影像学评估髋臼假体稳定性、髋臼表面与骨界面骨长人能力以及是否伴有骨溶解;Harris评分评估髋关节功能。结果所有患者平均随访5年,Harris评分TTM组优8例,良2例;Pinnacle组优9例,良1例。术后5年TTM组[(92.8±3.1)分]和Pinnacle组[(94.6±2.9)分]的Harris评分分别与术前[(48.2±5.5)分和(46.5±8.7)分]比较均有改善,差异有统计学意义(P<0.001),术前、术后5年Harris评分两组间比较差异均无统计学意义(P>0.05)。两组术后影像学评估术后臼杯稳定、骨长人优异,无松动及骨溶解。TTM组2例术后存在透光线,术后6个月后透光线消失;两组患者均未出现进行性增加的透光线。以假体松动或翻修手术作为终点,两组髋臼假体5年生存率均为100%。结论3D打印钛金属骨小梁臼杯在初次THA后5年中期随访中展现出优异的临床效果,长期随访结果有待进一步临床研究。 展开更多
关键词 关节成形术 置换 随访研究 3D打印 电子束熔融
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电子束选区熔化成形技术及应用 被引量:15
16
作者 冉江涛 赵鸿 +4 位作者 高华兵 果春焕 王建东 张群 姜风春 《航空制造技术》 2019年第1期46-57,共12页
电子束选区熔化成形技术是一种以电子束为热源的金属材料增材制造技术,可成形具有复杂形状的高性能金属零部件,在航空航天、生物医疗、汽车制造等领域有着广阔的应用前景。简要介绍了电子束选区熔化成形技术的基本原理,综述了不同粉末... 电子束选区熔化成形技术是一种以电子束为热源的金属材料增材制造技术,可成形具有复杂形状的高性能金属零部件,在航空航天、生物医疗、汽车制造等领域有着广阔的应用前景。简要介绍了电子束选区熔化成形技术的基本原理,综述了不同粉末材料电子束选区熔化成形组织与性能研究现状、电子束选区熔化成形过程数值模拟方法、电子束选区熔化成形技术的应用,最后指出改进技术迫切需要解决的问题并展望其未来发展趋势。 展开更多
关键词 电子束 选区熔化 金属材料 组织与性能 数值模拟
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硼化物自生复合材料的制备 被引量:8
17
作者 陈昌明 周万城 +3 位作者 张军 叶枫 张立同 成来飞 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第4期57-60,共4页
用电子束悬浮区熔法制备了LaB6-ZrB2共晶自生复合材料,其组织为LaB2基体上均匀分布着直径为0.2~1.1μm的ZrB2纤维。单位面积上的ZrB2纤维数可达到108根/cm2。
关键词 六硼化镧 二硼化锆 自生复合材料 区域熔炼
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打印参数对电子束增材制造Ti-Ni合金性能的影响 被引量:12
18
作者 任德春 张慧博 +6 位作者 赵晓东 王福雨 侯文韬 王绍钢 李述军 金伟 杨锐 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期1103-1112,共10页
利用SEM、XRD、DSC、TEM和等轴压缩等实验手段,研究和分析了打印参数焦距补偿(FO)和速度函数(SF)对电子束增材制造(EBM)制备的Ti-Ni合金显微组织、相组成、相变行为以及压缩性能的影响。结果表明:EBM打印参数FO和SF在一定范围内调节时... 利用SEM、XRD、DSC、TEM和等轴压缩等实验手段,研究和分析了打印参数焦距补偿(FO)和速度函数(SF)对电子束增材制造(EBM)制备的Ti-Ni合金显微组织、相组成、相变行为以及压缩性能的影响。结果表明:EBM打印参数FO和SF在一定范围内调节时均可制备出相对密度较高(97%以上)的Ti-Ni合金样品。由于EBM电子束的功率大,在预合金粉末快速受热熔化过程中,Ni元素的挥发效应大于富Ti相Ti2Ni析出效应对相变温度的影响,使得制备Ti-Ni块体的相变温度大于相应的预合金粉末,而打印参数FO和SF对制备样品的相变温度、相组成以及显微硬度的影响较小。EBM制备过程中在样品内部引入不同种类的缺陷类型,使得TiNi合金样品在相对密度接近的情况下压缩性能表现出极大的差异,其中贯穿型裂纹缺陷对压缩性能的影响最大,使Ti-Ni合金的强度和塑性大幅度降低。 展开更多
关键词 电子束增材制造 TI-NI合金 制备参数 显微组织 压缩性能
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电子束技术在难熔金属行业的应用 被引量:10
19
作者 贾国斌 尹中荣 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第S2期113-117,共5页
电子束技术是难熔金属行业一项有效的处理方法,主要有电子束冷床熔炼、电子束悬浮区域熔炼、电子束物理气相沉积和电子束焊接等,本文研究了这4项技术在难熔金属行业的应用及4种处理设备的国内外研发水平。
关键词 电子束熔炼 电子束焊接 电子束物理气相沉积 难熔金属
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钽涂层多孔钛合金支架的制备与表征 被引量:10
20
作者 李祥 于晓明 +4 位作者 王成焘 谭丽丽 杨柯 罗云 张文光 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第11期2049-2053,共5页
钽金属是一种理想的医用金属材料,能够与人体软/硬组织发生整合。利用化学气相沉积方法,在可控多孔结构的Ti6Al4V合金支架表面沉积涂覆钽金属涂层,使其同时具备理想的三维孔隙结构和力学相容性,以及钽金属优异的生物学性能。研究结果显... 钽金属是一种理想的医用金属材料,能够与人体软/硬组织发生整合。利用化学气相沉积方法,在可控多孔结构的Ti6Al4V合金支架表面沉积涂覆钽金属涂层,使其同时具备理想的三维孔隙结构和力学相容性,以及钽金属优异的生物学性能。研究结果显示,多孔钛合金支架表面涂层前后色泽发生明显变化,涂层后支架呈现钽金属色泽。扫描电镜和XRD分析进一步证明了多孔钛合金支架表面沉积物为钽金属。与美国Zimmer公司生产的多孔钽小梁金属相比,钽涂层多孔钛合金支架具备与人体皮质骨更相似的弹性模量和抗压强度,是一种理想的骨修复替代物。 展开更多
关键词 电子束熔化成形 支架 钽涂层 钛合金
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