高性能铌银纳米晶双相合金的制备及其在牙科中的应用

任富增; 储康杰; 赵璨璨; 朱微微; 方驹

2017

2017中国生物材料大会

1-1

2017

南昌

中国生物材料学会%中国生物医学工程学会

　　牙科用金属材料长期置于口腔内,接触人体组织、体液、各种酸碱性环境,又要承受由咀嚼产生的摩擦磨损,其复杂的服役环境要求牙科植入体具有良好的化学、力学、生物学和摩擦学等综合性能.纳米金属材料具有优异的力学性能和摩擦性能,在牙科材料领域具有广阔的应用前景,但其块体材料通常由剧烈塑性变形技术制备,所制备的块体纳米晶合金材料通常受到物理尺寸的限制.金属铌是体心立方结构,熔点高、耐腐蚀、耐磨损、强度高,不与无机酸、碱发生作用,几乎完全不损伤生物的机体组织,对于任何杀菌方法都能适应,能与有机组织长期结合而无害地留在人体里,而且铌磁化率低,与核磁共振成像兼容.因此,铌是一种良好的"生物相容性材料",在外科医疗上也占有重要地位,广泛应用于医疗手术器械.具有面心立方结构(FCC)的银具有抗菌性.因此,铌银纳米晶合金有望成为一种新型的牙科合金材料.本研究通过在惰性气体保护环境中将银粉和铌粉进行高能球磨机械合金化,使其强制混溶形成单相固溶体,然后利用放电等离子烧结技术烧结制备块体铌银双相合金材料,并通过热处理控制纳米晶晶粒尺寸.在此基础上,阐明Nb-Ag二元合金的强制化学互溶机制,揭示以体心立方金属(BCC)为基体-面心立方(FCC)为第二相的难混溶纳米双相合金在摩擦磨损过程中的协调变形机制以及磨损剖面微观梯度结构演化规律,探索工艺参数–成分、微观结构–力学、化学、生物学、摩擦学性能之间的相互关联,评估其在口腔环境中的生物安全性.结果表明,制备的纳米晶合金晶粒尺寸在20-100 nm,压缩强度可达1.0-1.8 Gpa,维氏硬度可达3.0-6.5 Gpa,同时具有良好的抗腐蚀性、耐磨性、生物相容性和抗菌性,且表面呈现金属光泽,在牙科植入体领域具有良好的应用前景.

铌银合金 磨损 腐蚀 抗菌 牙科

第一

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9813054

南方科技大学材料科学与工程系,广东 深圳 518055

任富增,储康杰,赵璨璨,等. 高性能铌银纳米晶双相合金的制备及其在牙科中的应用[C]//中国生物材料学会%中国生物医学工程学会,2017:1-1.