Guy Annéa, Kim Vanmeenselb, Jef Vleugelsc, Omer Van der Bies td

K.U.Leuven, Department of Metallurgy and Materials Engineering, Kas teelpark Arenberg 44, B- 3001 Heverlee, Belgium

摘要：许多材料在医学领域应用广泛，例如，整体替换硬组织或软组织的元件（如骨盆、骨头、关节、植牙等）、修补、诊断或矫正仪器（如起搏器、心脏阀等）。这些材料不仅要有好的力学性能，还要保持长期稳定，不能与人体相排斥。由于陶瓷材料在生理环境中具有强度高、生物相容性强和稳定性好的优点，人们研究用陶瓷材料替换骨骼。从20 世纪70 年代起，欧洲人用陶瓷组件置换整个髋关节。这些组件主要由氧化铝和氧化锆单体制成。然而，在有水环境中，氧化锆会发生低温降解。目前人们的研究重点在于提高陶瓷组件的强度和耐磨性，同时缩小其尺寸并延长其使用寿命。研究中使用的材料是氧化锆增韧的氧化铝复合陶瓷和其它氧化铝复合陶瓷，不再是单体陶瓷。另外，还可以使用氧化铝和氧化锆功能梯度复合材料。该梯度材料可以利用电泳沉积法（EPD）制得，其表面为纯氧化铝，中心部分为均匀的氧化铝、氧化锆复合材料，中间过渡部分是呈连续梯度渐变的氧化铝、氧化锆复合材料，烧成后会产生剩余热应力。设计这样的梯度结构是为了使复合材料具有最大表面压应力和最小内部张应力，与纯氧化铝组件相比，提高了强度和耐磨性。

关键词：生物材料，功能梯度材料，置换材料，氧化铝，氧化锆