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本文通过水冷铜模电弧熔炼制备锆含量分别为10、20、30、40、50、60和70wt.%齿科Ti-Zr二元合金,研究钛锆合金组织转变规律,热处理对合金组织转变的影响和合金表面生物活化处理。通过XRD、DSC、显微组织观察和显微硬度测试对合金相组成及相转变规律进行了考察。此外,借助SEM及接触角测试研究钛锆合金表面亲水性和形貌以及热处理对合金表面生物活性的影响。通过实验研究和结果分析,主要得到以下结论:在锆含量为10、20、30、40、50、60和70wt.%的水冷铜模电弧熔炼制Ti-Zr合金中,除Ti-10Zr(wt.%,下同)和Ti-20Zr为α相以外,其他成分的合金均由α+β两相组成,其中Ti-60Zr几乎全部为β相;α相为针状结构,β相为等轴晶。α相是高温β相扩散转变而得,过冷β相是高温β相因过冷未转变而遗留到室温组织中。过冷β相的形成与平衡相图中α+β两相区的宽度有关,在同样的冷却速率下,两相区越窄的合金成分在冷却过程中越容易形成过冷β相。随着锆含量的增加,钛锆合金的显微硬度呈现先增加后趋于平缓的趋势,最大为Ti-50Zr合金的330.9HV3。通过调节热处理工艺可使锆含量为30、50、60和70wt.%钛锆合金室温组织α+β两相转变为单相α相。在重新β化+缓慢冷却热处理过程中,Ti-30Zr,Ti-50Zr,Ti-60Zr和Ti-70Zr以10℃·min-1升温至1000℃等温2小时然后分别对应在2℃·min-1、2℃·min-1、5℃·min-1和5℃·min-1的冷却速率降至室温可获得单相α相;在临界温度以下等温热处理过程中,Ti-30Zr,Ti-50Zr,Ti-60Zr和Ti-70Zr以10℃·min-1分别对应升温至600℃、600℃、400℃和600℃等温2小时后随炉冷亦能获得单相α相。采用大颗粒喷砂加酸蚀(Sand-blasted,Large-grit,Acid-etched,SLA)对Ti-Zr合金进行表面活化处理,然后进行亲水性和表面形貌分析。得出结论,低锆含量钛锆合金(Ti-10Zr和Ti-20Zr)具有与SLA工艺兼容的α型结构基体,对其表面进行SLA处理可获得较好的多级三维孔洞结构,提高了合金的表面生物活性。高锆含量α+β型钛锆合金(Ti-30Zr,Ti-50Zr,Ti-60Zr和Ti-70Zr)经热处理转变为单相α相后SLA表面的亲水性提高;经重新β化后缓慢冷却热处理后SLA表面出现条纹状凹槽,经临界温度以下等温热处理后的SLA表面没有凹槽,整个表面比较平缓。