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生物医用Ti-Nb合金具有低杨氏模量、耐腐蚀性及优良的生物相容性等特点,是当下热门的第三代生物医用钛合金。粉末冶金法是一种采用金属粉末作为原料的制造金属材料的技术,已应用于钛合金的研究和开发超过四十年。对于Ti-Nb合金而言,在钛(Ti)基中加入铌(Nb)元素后,会降低杂质元素碳(C)在Ti基中的溶解度,导致在Ti-Nb合金中产生了碳化钛(TiCx)析出相,严重降低合金的塑性。此外,粉末冶金Ti-Nb合金完成成分均匀化和致密化所需的烧结温度过高和保温时间过长,通常会导致晶粒和析出相尺寸粗大,不利于提升粉末冶金生物医用Ti-Nb合金的力学性能。为了解决生物医用Ti-Nb合金的上述问题,本研究分别从减少碳化物析出相以及优化烧结制度两方面入手来进行调控。对碳化物的调控本研究主要采用热处理和合金化两种方法。对烧结制度的优化主要是利用在烧结过程产生瞬时液相加速扩散来提升烧结效率,降低完成成分均匀化和致密化的温度和保温时长。本研究通过在含有TiCx析出相的Ti-Nb合金中添加铪(Hf)元素,减少了碳化物的析出。XRD检测结果表明加入Hf增加了Ti的晶格常数,从而增大了Ti基中C的溶解度。同时也发现,在粉末冶金Ti-Nb合金中添加Fe元素形成瞬时共晶液相能有效提升烧结效率,使得Ti-Nb合金完成成分均匀化的烧结温度最低可降至1200℃,保温时长最低降低至1小时。通过金相显微镜、环境扫描电子显微镜、X射线衍射仪等对样品进行表征,并结合软件计算的(Ti-Fe)-Nb伪二元相图重点研究了粉末冶金Ti-16Nb-5Fe三元合金的烧结行为。根据表征及相图计算结果,本研究将Ti-16Nb-5Fe三元合金的烧结过程分为低温固相扩散、瞬时液相生成、瞬时液相烧结、高温固相扩散及烧结均匀化五个步骤,以此来帮助解决粉末冶金生物医用Ti-Nb基合金中晶粒和析出相尺寸粗大的问题。