【摘 要】
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Ti6Al4V合金具有密度小、比强度高、弹性模量小、无毒、疲劳寿命长、耐腐蚀以及良好的生物相容性等特点,被越来越多地应用于牙科种植领域。本文以此为背景,研究了选区激光熔化(Selective laser melting,SLM)成形Ti6Al4V合金在人工唾液中腐蚀性能。研究结果如下:(1)研究SLM成形Ti6Al4V合金在模拟人工唾液中腐蚀性能,并与轧制Ti6Al4V合金相比较。SLM成形Ti6
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Ti6Al4V合金具有密度小、比强度高、弹性模量小、无毒、疲劳寿命长、耐腐蚀以及良好的生物相容性等特点,被越来越多地应用于牙科种植领域。本文以此为背景,研究了选区激光熔化(Selective laser melting,SLM)成形Ti6Al4V合金在人工唾液中腐蚀性能。研究结果如下:(1)研究SLM成形Ti6Al4V合金在模拟人工唾液中腐蚀性能,并与轧制Ti6Al4V合金相比较。SLM成形Ti6Al4V合金横截面呈等轴晶,纵截面呈柱状晶,晶粒内部均分布着针状马氏体,轧制Ti6Al4V合金由片层α相和层间β相组成。轧制Ti6Al4V合金耐腐蚀性能最好,SLM成形Ti6Al4V合金纵截面次之,SLM成形Ti6Al4V合金横截面耐腐蚀性能最差。原因在于轧制Ti6Al4V合金β相含量更高,增加了电荷转移电阻,降低合金溶解速率。(2)研究了激光功率和扫描速度对SLM成形Ti6Al4V合金在人工唾液中腐蚀性能的影响。随着激光功率的增大,样品的孔隙先减少后增多,β相含量先增加后减小,当功率为180W时,样品β相含量最大,此时该样品和耐腐蚀性能最好,其表面生成的钝化膜最致密;样品的β相含量随着扫描速度的增加而增大。扫描速度为1400mm/s时样品β相含量最大,耐腐蚀性能最好。实验结果表明,激光功率为180W,扫描速度为1400mm/s的工艺下SLM成形Ti6Al4V合金在人工唾液中的耐腐蚀性最好。(3)研究了退火温度对SLM成形Ti6Al4V合金在人工唾液中腐蚀性能的影响,并探究了不同氟离子浓度以及溶液p H对其腐蚀行为的影响。结果表明,经过退火处理,Ti6Al4V合金在人工唾液中的耐腐蚀性能得以增强。主要是因为退火使得SLM成形Ti6Al4V合金中不稳定α’相转化成稳定性α+β相,提高了其耐腐蚀性能。在1050℃退火处理的试样耐腐蚀性最好,钝化膜最稳定、致密。因为该温度处于β相转变温度Tβ以上,在该温度进行退火试样中β相含量大幅度升高,β相中富含V元素,有效抑制了钝化膜的溶解。随着氟浓度的增大,SLM成形Ti6Al4V合金耐腐蚀性先减小后增大;随着p H增大,SLM成形Ti6Al4V合金的耐腐蚀性能先增大后降低。
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