[ 信息發(fā)布:本站 | 發(fā)布時(shí)間:2020-11-26 | 瀏覽:342次 ]

多孔鈦材料由于其優(yōu)異的物理化學(xué)性能因此其制備及相關(guān)性能研究得到廣泛關(guān)注，但其作為骨植入材料時(shí)因存在表面惰性制約其在生物醫(yī)學(xué)方面應(yīng)用。目前，用于多孔鈦材料制備方法有空間占位法、金屬粉末注射成形和樹脂浸漬鈦替代技術(shù)等。其中著重?cái)⑹霾捎锰妓釟滗@和尿素作為造孔劑使用空間占位法時(shí)在該材料的運(yùn)用，并且對比不同造孔劑在該方法中的優(yōu)缺點(diǎn)。此外進(jìn)一步分析闡明因表面惰性問題而造成多孔鈦材料在生物醫(yī)學(xué)方面應(yīng)用的制約因素。

1. 造孔劑法制備多孔鈦材料

該法是利用粉末冶金將造孔劑與金屬粉末混合再去除造孔劑，然后在真空或者保護(hù)氣氛下燒結(jié)得到多孔材料。該方法能制備出較高孔隙率的多孔金屬，并且其孔形狀、孔徑分布以及孔隙率可通過控制造孔劑材料的形狀、尺寸和添加量來控制。常見的造孔劑有碳酸氫銨、尿素、氯化鈉等。

1.1 以碳酸氫銨為造孔劑的空間占位法制備多孔鈦材料

因?yàn)樘妓釟滗@在較低溫度加熱會(huì)分解因此作為造孔劑用來制備多孔材料，在較低溫度下造孔劑分解可以避免造孔劑分解產(chǎn)物與多孔材料發(fā)生反應(yīng)從而造成外來雜質(zhì)污染基體，因此此造孔劑可以制備得到比較純凈的多孔材料。

1.2 以尿素為造孔劑的造孔劑法制備多孔鈦材料

另外尿素可以在較高溫度分解也被用來作為造孔劑制備多孔材料，有學(xué)者通過熱重分析得出尿素需要加熱到460℃時(shí)可以完全脫除，但可以增加保溫時(shí)間來降低除去尿素的溫度。

1.3 以其它材料為造孔劑的造孔劑法制備多孔鈦材料

水溶性的材料（如糖球和可溶鹽等）也可作為造孔劑。

2. 其他常見制備多孔鈦材料方法

2.1 3D打印制備多孔鈦材料

除了上面的造孔劑法用來制備多孔材料現(xiàn)在比較熱門方法還有3D打印，選擇性激光熔煉（SLM）作為3D打印的一種方法是通過3D造型軟件設(shè)計(jì)所需試件的模型，然后利用選擇性激光燒結(jié)。

2.2 有機(jī)海綿浸漬燒結(jié)技術(shù)制備多孔鈦材料

有機(jī)海綿浸漬燒結(jié)是以有機(jī)海綿為載體，將有機(jī)海綿浸入由金屬調(diào)制成的料漿中，使有機(jī)海綿充分吸收料漿后，將其取出烘干，然后高溫?zé)Y(jié)。這種方法制備的材料孔隙率較高，但過程相對復(fù)雜。

2.3 金屬注射成型制備多孔鈦材料

金屬粉末注射成型是先將金屬粉末與有機(jī)粘結(jié)劑混合, 再加熱保持熔融狀態(tài), 注入準(zhǔn)備好的模具內(nèi)進(jìn)行固化成形, 然后脫脂去除成形坯中的粘結(jié)劑, 最后燒結(jié)。該法能夠生產(chǎn)小件多孔鈦，具有很好的設(shè)計(jì)靈活性，結(jié)合了粉末冶金的特性(如低成本、簡單、選擇成分的靈活性)和注塑的特性(如制造復(fù)雜零件和快速生產(chǎn))。

2.4 滲鑄結(jié)合酸蝕制備多孔鈦材料

Wang等人將鈦液注入纏繞的鉬絲中，然后在蝕刻鉬絲，制備的多孔鈦材料孔隙率為 32 ~47%，模量為 23 ~62 GPa，強(qiáng)度為76 ~192 MP.