SPS制备NiTi表面多孔梯度合金的组织演变与力学性能研究

栗智¹，张磊¹，孟增东²，何正员¹，张玉勤^1,3，蒋业华¹

1. 昆明理工大学2. 云南省第一人民医院3. 云南省钛材应用产品工程技术研究中心

摘 要：利用放电等离子烧结技术制备了基体为NiTi、表面为多孔NiTi的生物医用梯度合金,研究了烧结温度对梯度合金的微观结构、显微组织演变、表面孔隙特征及力学性能的影响。结果表明:随着烧结温度升高,合金由Ti、Ni、Ti₂Ni、Ni₃Ti混合相逐渐演变为以NiTi相为主及少量残留Ti₂Ni、Ni₃Ti相组成的组织,基体与多孔层界面处裂纹及缺陷逐渐减少并形成稳定的冶金结合,内外层晶粒不断细化,但过高的烧结温度会导致多孔层孔隙融合连通,使得梯度结构遭到破坏,同时表面多孔层孔隙率与平均孔径呈缓慢减小趋势;合金压缩弹性模量随烧结温度升高变化不明显,而抗压强度呈显著增大趋势。与块体NiTi合金及多孔NiTi合金相比,所制备梯度合金不仅具有良好的界面结合和表层孔隙特征、较高的抗压强度及较低的弹性模量,还具有优异的超弹性性能。

关键词：镍钛梯度合金;烧结温度;微观组织演变;表面孔隙特征;力学性能;