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Microstructural Evolution and Biocompatibility of Porous and Low-Cost Ti–MO and Ti–Mo–Fe Alloys

微观结构 材料科学 合金 生物相容性 冶金 腐蚀 多孔性 相(物质) 钛合金 粉末冶金 光学显微镜 化学工程 复合材料 扫描电子显微镜 化学 有机化学 工程类
作者
Bowen Liu,Zhengyi Wang,Feng Liu,Zhimeng Xiu,Mu Zhang,Yang Zhang
出处
期刊:Journal of Nanoelectronics and Optoelectronics [American Scientific Publishers]
卷期号:16 (11): 1820-1827 被引量:1
标识
DOI:10.1166/jno.2021.3098
摘要

This work investigated the enhancement of mechanical properties and anticorrosion resistance for one of the most used biomaterials, titanium-based alloy. The β -stabilizing elements Fe and Mo, which have good biocompatibility, are selected as alloying elements. The mechanical alloying method is firstly used to solve the problem of slow Mo diffusion and the formation of Ti-Mo alloy instead of solid solution. And then powder metallurgy technology is selected to prepare Ti–Mo and Ti–Mo–Fe biomaterials to tune the composition. The microstructure, phase composition, mechanical properties and anticorrosion resistance of the alloys were surveyed by optical microscope, XRD, macro- and micro-hardness tester and artificial body fluids in vitro experiment. The micrograph revealed that the Mo content plays a prominent role in the variation of microstructure of Ti–Mo and Ti–Mo–Fe alloys. And changing the β -phase will also affect the porosity and density of alloys. Artificial body fluids in vitro experiments show that Mo alloy element can enhance the corrosion resistance. But Fe element has an adverse impact on the corrosion resistance of alloys. The overall results show that the mechanical properties of the Ti–Mo and Ti–Mo–Fe alloys are greatly affected by the percentage of β -phase. By comparing the patterns of microstructure, it concludes that element of β stabilizing Mo can significantly increase the content of β Ti alloy phase and the weak β -stabilizing Fe element can also promote the formation of β phase.
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