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用于骨修复的Zn-2Al零件激光增材制造:成形性、微观结构与性能

DOI:10.1016/j.jallcom.2019.05.278 期刊:Journal of Alloys and Compounds 出版年份:2019 更新时间:2025-11-21 11:18:25
摘要: 锌(Zn)合金因其固有的可降解性、良好的力学性能和生物相容性,成为极具前景的骨修复材料。本研究采用代表性增材制造技术——激光粉末床熔融(LPBF)制备了用于骨修复的Zn-2Al(质量百分比)部件。低能量密度(Ev)导致熔池内高液体粘度形成气孔,从而造成致密化率不足;而高Ev则引发锌粉蒸发并导致LPBF工艺失效。随着Ev增大,所得晶粒及含η-Zn与α-Al相的层状共晶沉淀结构因热积累增强和冷却速率降低而粗化。在优化能量密度114.28 J/mm3条件下,获得了致密化率达98.3±1.4%的完全致密Zn-2Al部件,其硬度达64.5±1.8 Hv、抗拉强度为192.2±5.4 MPa,且具有适中的腐蚀速率0.14 mm/年。体外细胞实验进一步证实其良好生物相容性。研究表明,LPBF制备的Zn-2Al部件是潜在的骨修复材料。
作者: Cijun Shuai,Yun Cheng,Youwen Yang,Shuping Peng,Wenjing Yang,Fangwei Qi
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研究概述 实验方案 设备清单

研究激光粉末床熔融(LPBF)制备的Zn-2Al骨修复部件的可成形性、微观结构及性能。

激光粉末床熔融成形的Zn-2Al合金部件展现出优异的力学性能、适宜的降解速率及良好的生物相容性,使其成为骨修复应用中极具潜力的材料。

本研究仅限于采用激光粉末床熔融(LPBF)技术制造的Zn-2Al部件,其发现可能无法直接适用于其他材料或制造工艺。

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