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摘要大骨缺损的治疗一直是整形外科手术中的重要挑战。基于支架的骨组织工程为骨性缺损治疗的未来提供了广阔的前景。天然骨（尤其是长骨）的结构从皮质外骨向小梁内骨逐渐变化，从而导致长骨的机械强度从外部到内部逐渐降低。因此，选择符合生物材料特征的梯度多孔结构钛合金作为骨植入物能较好地适应人体骨骼的特征，是解决骨植入物“应力屏蔽”效应及生物相容性的有效办法。本文系统的研究了孔隙率、孔径和梯度对侧向加载的选区激光熔化制备的梯度多孔Ti-15Mo合金压缩力学性能与疲劳行为规律的影响，分析压缩过程中的变形失效机制，揭示疲劳破坏的机理。主要研究结果如下:<br>　　(1)通过对孔径7.87mm、3.75mm、1.90mm、孔隙率88.15％、90.04％、93.02％、2倍梯度、3倍梯度、4倍梯度的梯度多孔Ti-15Mo合金试样在应变率为0.2s-1下的压缩试验，发现侧向加载的梯度多孔Ti-15Mo合金的压缩变形过程分为线弹性阶段、致密化阶段和根据设计梯度层数决定峰数的波动阶段，没有明显的平台阶段。<br>　　(2)试样的弹性模量随着孔径的增大而增大，随着孔隙率和梯度的增大而减小;其屈服强度随着孔径、孔隙率、梯度的增大而减小;压缩强度随孔径、孔隙率、梯度的增大而减小;加载方式对梯度多孔Ti-15Mo合金有明显的影响，正向加载的试样其弹性模量、屈服强度和压缩强度都比侧向加载的试样高，分别为3.46GPa、38.23MPa、43.13MPa;孔隙率与弹性模量、屈服强度及压缩强度的关系的指数证实了梯度多孔Ti-15Mo合金的变形方式主要是拉伸弯曲组合变形。<br>　　(3)梯度多孔Ti-15Mo合金的变形方式为支杆对称逐层拉伸弯曲组合变形至C字形，是由于节点处球形结构导致的应力分散和节点处稳定性的提高及支杆受力情况所引起。<br>　　(4)对梯度多孔Ti-15Mo合金而言，孔径越小、孔隙率越低、梯度倍数越小的试样其对应的疲劳寿命越长，这对设计梯度多孔钛合金有一定的借鉴意义;梯度多孔Ti-15Mo合金的疲劳破坏机理是在循环交变应力的作用下，试样循环应变不断累积，支杆处等受力最高处的位置发生局部永久性累积损伤，由于滑移解理机制导致解理裂纹产生，随着裂纹的扩散，解理裂纹与螺型位错相交，使之形成了解理台阶，解理台阶又与局部塑型变形形成众多形状的花纹，接着由于裂纹的扩大，试样的有效断面就会减小。一旦应力增大至材料的许用应力，且裂纹扩展至材料的临界裂纹尺寸时，将会发生瞬时断裂。