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AISI 304不锈钢复合材料选择性激光熔化过程中熔池行为的分析
摘要： 对Al2O3增强型及Al2O3-ZrO2共晶混合物增强型AISI 304不锈钢复合材料的选区激光熔化(SLM)过程中熔池行为进行了数值分析与实验验证。热分析结果表明：由于粉末混合物熔点与导热系数的差异，熔池几何形态显著受增强颗粒影响。采用Al2O3-ZrO2共晶混合物替代Al2O3增强颗粒时，熔池最高温度升高。同时发现两种增强体的冷却速率相关性微弱，由此确认熔池液相存续时间而非冷却速率影响熔化行为，且该液相存续时间随Al2O3-ZrO2共晶比例增加而延长。由于熔池宽度增大，采用Al2O3-ZrO2增强颗粒时顶面温度梯度降低，而厚度方向温度梯度则相应升高。这些熔池行为研究结果将深化对增强颗粒影响AISI 304不锈钢复合材料尺寸精度与性能的认知。
关键词： 有限元法，氧化铝，氧化铝-氧化锆，304（不锈钢），复合材料，选择性激光熔化，增材制造，选择性激光熔融，不锈钢
更新于2025-09-16 10:30:52
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一种新型选择性激光熔融钛钽铌锆合金支架的骨再生与骨整合效应研究
摘要： 钛-钽-铌-锆（Ti-Ta-Nb-Zr）合金是目前可用于骨科应用的新型材料。然而，采用传统方法制造的这些支架存在孔径不规则、力学性能不佳以及孔隙间连通性差等缺点。本研究通过选择性激光熔融（SLM）技术打印出孔径可控（300~400微米）的多孔Ti-Ta-Nb-Zr（Ti 60%、Ta 2%、Nb 36%、Zr 2%）支架，并评估了其力学性能及体外成骨与体内骨整合效果。与多孔Ti6Al4V支架相比，多孔Ti-Ta-Nb-Zr支架在人骨髓间充质干细胞（hBMSCs）的细胞增殖和粘附方面表现更优。成骨分化实验表明，Ti-Ta-Nb-Zr组hBMSCs的成骨分化能力显著强于Ti6Al4V组。将多孔Ti-Ta-Nb-Zr支架或对照支架植入兔股骨外侧髁圆柱形骨缺损部位后，初期影像学结果证实了这种新型3D打印支架具有优异的成骨活性。组织学分析进一步显示，Ti-Ta-Nb-Zr支架比Ti6Al4V支架更能有效促进骨再生和骨整合。本研究表明，SLM制造的多孔Ti-Ta-Nb-Zr支架在骨科临床应用方面具有显著潜力。
关键词： 多孔Ti-Ta-Nb-Zr合金，选择性激光熔融，骨整合，骨科植入物，成骨作用
更新于2025-09-12 10:27:22