激光选区熔化成形不锈钢与纳米羟基磷灰石复合材料的组织及力学性能

摘要：

采用激光选区熔化工艺(SLM)制备几种不同成分的316L-nHA(纳米羟基磷灰石nHA的体积分数分别为0、5%、10%、15%)复合材料，并测试其致密度与抗拉强度；利用SEM分析其组织及断口形貌。结果表明，当nHA的含量为5%时，材料的致密度和抗拉强度与纯不锈钢的相近，扫描速度为350 mm/s时强度达到最大值634.6 MPa；当nHA含量增大至10%~15%时材料致密度和强度明显降低，强度最高只有264.4 MPa。面能谱显示nHA均匀分布在金属基体中，呈弥散型金属-HA微界面结合特征。nHA和316L热膨胀系数的差异，且nHA中富含P，导致SLM过程中产生裂纹，当nHA含量由5%增大至15%时，裂纹密度明显增大，且互相联通。当nHA含量为5%时，提高扫描速度有利于抑制裂纹产生；当nHA含量增大至10%~15%时，由于P增多，增大扫描速度对裂纹的抑制作用较小。在适当的材料配比和工艺条件下利用SLM可制备出满足承重骨修复体力学性能要求的316L-nHA复合材料，有望改善金属植入体的生物相容性。

关键词：纳米羟基磷灰石、316L不锈钢、生物复合材料、激光选区熔化、力学性能

分类号：TG333(金属压力加工)

资助基金：国家自然科学基金资助项目51375189；国家“十二五”科技支撑计划资助项目2012BAF08B03

在线出版日期：2014-08-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：1510-1517