Ti-Zr-Sn三元相图1323K等温截面的实验测定及热力学计算文献综述
2020-04-29 19:58:27
I. 引言 Ti在1791年被发现,而第一次得到纯净的Ti却是在1910年。
主要是因为Ti在高温下非常活泼,易于C、O、N等元素发生反应,因此,想提炼出纯度很高的Ti需要极其苛刻的条件。
目前工业上主要应用硫酸分解钛铁矿制备二氧化钛,再利用二氧化钛制备金属钛。
最后得到的海绵钛经过熔炼,制备得到钛锭。
钛的比重仅仅为铁的一半,但是却具有铜的延展性;在超低温环境下,钛变得非常坚硬而且具有超导性;钛具有很强的耐酸碱腐蚀性能,而且可以承受高压;目前钛在医疗方面也有广泛应用。
近10年 来,生物材料和制品的世界市场增幅百分率一直保持在两位数左右,发展趋势可与汽车和信息产业相比,正在成长为世界经济的一个新的支柱性产业,而生物材料的研发已成为世界研究热点。
钛合金是一种继不锈钢、钴铬合金和TiNi形状记忆合金之后可用于人体软、硬组织修复与替代较理想的外科植入物用首选材料,它先后经过了第一代材料纯钛(α型)和Ti6Al4V合金(α β型)和第二代无钒的a β型铁合金Ti6Al7Nb和Ti5Al2.5Fe以及以β型铁合金为主的第三代新型医用钛合金(如Ti-13Nb-13Zr)的发展历程,其出发点是寻找生物相容性更好(不含对人体有毒的元素)、与人体骨骼力学相容性更加匹配(降低弹性模量、减小对骨组织的”应力屏蔽”)且综合性能优良的钛合金材料。
Zr是一种拥有优良的耐腐蚀性能、组织相容性好、无毒性的金属,常常被用作合金化元素添加进Ti合金中,从而提高Ti合金的机械性能。
作为与Ti同主族的元素,从Zr-Ti二元相图可以看出,Zr和Ti能相互溶解,说明他们具有相似的物理和化学性质。
近些年来,通过添加无毒副作用的合金元素对Zr合金进行强化及性能优化,可开发出新型生物医用合金材料。