人骨遭到的局部應(yīng)力是驚人的,并且某些部位常常承受很高的周期應(yīng)力,因而金屬植入部件的腐蝕疲勞成為一個不可忽視的問題,腐蝕疲勞能夠降低材料正常的疲勞強(qiáng)度,尤其在低應(yīng)力頻率時最為嚴(yán)重,是造成植入假體早期斷裂的主要原因。

為了模擬人體運(yùn)動時關(guān)節(jié)在交變應(yīng)力下抗腐蝕疲勞的性能, Dobbs做了Ringer'’s液中的腐蝕疲勞實驗:粉末冶金制得的 Co-Cr-Mo合金( Amaloy)抗腐蝕疲勞(CF)性能最佳(CF門植值>750MPa),其次為Ti6Al4V(>550MPa),而鑄造的 Co-Cr-Mo較差(<400MPa),Imam等則詳細(xì)研究了316L不銹鋼、 Co-Cr-Mo合金和Ti6A4V合金在Hank’s液中的腐蝕疲勞行為,結(jié)果表明,在高應(yīng)力作用下合金的疲勞壽命順序為Ti6Al4V>316L> Co-Cr-Mo,在低應(yīng)力下順序為316L> Co-Cr-Mo>Ti6Al4V,實驗數(shù)據(jù)列于表5-8。同時發(fā)現(xiàn),在腐蝕疲勞測試過程中,合金的開路電位明顯降低。

不同應(yīng)力下TH6AHV、316L不銹鋼、 CoCrMo的腐蝕疲勞壽命

在人體模擬溶液中(37℃、pH為7.4)

腐蝕疲勞測試中開路電位隨時間的變化

合金化方法是提高材料的抗腐蝕疲勞的性能有效途徑之有報道指出,Ti5A12.5Fe合金的抗腐蝕疲勞的性能優(yōu)于Ti6A14V合金,而且由于用Fe替代了具有生物毒性的V而使材料的生物相容性提高。Ti6A17Nb合金由于生物相容性好、高承載以及良好的抗疲勞性能而已被應(yīng)用于全髖關(guān)節(jié)的制作。

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