Ti-Mg復合材料制備技術研究進展

夏朋昭，許 瑩，趙思壇，蔡艷青

(1.華北理工大學 冶金與能源學院，河北 唐山 063210)

(2.華北理工大學 材料科學與工程學院，河北 唐山 063210)

鈦合金的彈性模量(80～110 GPa)遠遠低于316L不銹鋼(200 GPa)和醫用鈷基合金(220～234 GPa)，并且其還具有優異的耐腐蝕性能和優良的生物相容性，這些優點使其在醫療領域的應用前景十分廣闊[1-5]。但是鈦合金的彈性模量仍然遠遠高于人體骨骼(10～30 GPa)，鈦合金材質醫療器械在植入人體后會產生“應力遮蔽”效應，這極大地限制了鈦合金材質醫療器械的應用[6]。最新研究表明，高熵合金具有高強度、高韌性的特點，是鈦合金未來發展的重要方向。但是高熵鈦合金的相組成(成分或結構)較為復雜，制備成本較高，極大地限制了其在醫療領域的應用。

與鈦合金相比，鎂合金的彈性模量(約為45 GPa)與人體更為接近，其不僅具備優良的生物相容性而且能夠在人體內自行降解，所以醫用鎂合金發展潛力巨大，同樣也受到了國內外學者的廣泛關注。目前，醫用鎂合金可充當骨內植物器械、血管支架、骨板、骨釘和多孔骨修復支架的原材料[7-9]。但是醫用鎂合金也存在著諸多缺點：① 醫用鎂合金強度較低，目前研究中醫用鎂合金的屈服強度為60～200 MPa，而人體植入物的屈服強度要求在200 MPa左右[10，11]；② 醫用鎂合金在人體內降解速率過快[12]，其有效的固定支撐時間僅僅只有骨折愈合時間的1/4～1/3[10]；③ 醫用鎂合金在人體環境下降解會發生析氫反應，產生大量的氫氣聚集在植入物的周圍或皮下組織導致這些部位形成氣泡，進而引發炎癥；……