激光快速成形钴铬合金机械性能及耐腐蚀性研究

摘要

钴铬合金因为其生物相容性优良，耐疲劳性强、机械强度高以及价格经济成为了我国目前应用最广的口腔用合金材料之一。然而口腔修复体的传统熔模铸造加工方法已无法满足医生和患者们对于实现快速化、个性化口腔修复治疗的要求。激光快速成形技术（LRF）作为一种新型的金属加工技术能够克服传统技术存在的不足，明显的提高口腔修复体的制作效率及质量。
　　研究目的：
　　利用LRF技术成形口腔用钴铬合金，摸索其适合的工艺参数，研究评价LRF钴铬合金的显微组织结构、机械性能及耐腐蚀性能，为其用作烤瓷合金口腔修复中的应用奠定基础。
　　材料和方法：
　　首先，采用合适的工艺参数（激光功率2000W，扫描速度300mm/min，送粉速度6.5g/min，光斑直径3mm）成形LRF钴铬合金试件，对其进行化学元素分析和显微组织观察，并测定了其拉伸性能、显微硬度以及热膨胀系数。通过单样本t检验将实验结果与相同配比的铸造钴铬合金相关参数进行比较研究。其次，采用静态浸泡和电化学实验方法对LRF钴铬合金和铸造钴铬合金的耐腐蚀性进行评价。
　　研究结果：
　　LRF钴铬合金成分与烤瓷铸造钴铬合金金属基本相同，而其拉伸强度、屈服强度、维氏显微硬度及弹性模量均高于铸造钴铬合金，其延展率低于后者（p0.05）。二者热膨胀系数无明显统计学差异（p0.05）。静态浸泡实验显示在三种溶液中LRF钴铬合金Co、Cr、Mo、W离子的释放均小于铸造钴铬合金。电化学实验显示在三种溶液中LRF钴铬合金比铸造钴铬合金的开路电位更高，自腐蚀电流密度更低，膜电阻更高。
　　结论：
　　以上实验的实验结果表明LRF钴铬合金的机械强度和耐腐蚀性能均优于铸造钴铬合金。可以认为LRF钴铬合金是一种性能优异的新型口腔用金属合金，具有极大的临床应用前景。

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文献回顾

第一部分 口腔修复用金属材料

1 口腔修复用金属材料的发展趋势

2 口腔修复用金属材料的加工方式

第二部分 快速原型与快速制造技术

1 快速原型技术

2 快速制造技术

第三部分 LRF 金属材料相关性能研究

1 LRF金属组织结构研究

2 LRF 金属机械性能研究

3 LRF 金属腐蚀性能研究

第一部分 LRF 钴铬合金的制备和组织结构及相关机械性能评价

1 材料和设备

2 实验方法

3 试验结果

4 讨论

第一部分实验小结

第二部分 激光快速成形钴铬合金腐蚀性能评价

实验一 静态浸泡实验

1 材料和设备

2 实验方法

3 试验结果

4 讨论

实验二 电化学腐蚀实验

1 材料和设备

2 实验方法

3 实验结果

4 讨论

第二部分实验小结

全文总结

参考文献

附 录

个人简历和研究成果

致谢