近年來，醫(yī)用骨組織修復需求的迅速增長，推動了仿生人體骨特性的生物醫(yī)用金屬材料的研究開發(fā)。鉭（Ta）因具有良好耐腐蝕性和優(yōu)異生物相容性，特別是能誘導破骨細胞附著和骨組織生長，確立了其作為典型生物材料植入物的適用性。多孔結構鉭植入體與人骨彈性模量具有優(yōu)越的相容性，為細胞粘附、分化和增殖提供了更有利的環(huán)境。然而，傳統(tǒng)的氣相沉積、粉末燒結等方法難以實現(xiàn)對多孔鉭孔隙率、孔隙尺寸和孔隙形貌的精確控制。隨著增材制造技術的快速發(fā)展，激光粉末床熔融（LPBF）已成為制備高精度多孔結構鉭植入體的理想手段。由于傳統(tǒng)的多孔金屬材料的制備方法容易形成封閉的多孔結構，高壓熱處理會破壞閉孔多孔結構，因此以往的研究尚未涉及多孔金屬材料的熱等靜壓（HIP）。

為彌補這一研究空白，近日廣東省科學院新材料研究所粉末冶金團隊創(chuàng)新性提出了一種高壓熱處理技術，用于優(yōu)化LPBF制備三周期極小曲面（TPMS）多孔Ta的力學性能。實驗結果表明，在850℃下進行的HIP工藝有助于內部微孔閉合，增強壓縮強度，同時不犧牲多孔Ta塑性。由于Ta在高溫下的氧敏感性，Ta樣品的氧化速率隨溫度迅速增加，該團隊探究了熱處理工藝對多孔Ta樣品的氧化過程分析。在1350℃的高溫高壓下，氧原子侵入Ta基體形成Ta₂O₅，氧化物提供了應力集中位置和裂紋擴展路徑，導致1350-HIP樣品發(fā)生脆性斷裂。此外，該團隊進一步探討了多孔Ta的各向異性壓縮強度，結果顯示沿水平方向的壓縮強度大于沿構建方向的壓縮強度。

相關研究成果在國際權威期刊《Additive Manufacturing》（Q1，TOP期刊，IF= 10.3）上發(fā)表了論文。該工作得到了廣州市重點研發(fā)計劃等項目的支持。

原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.addma.2025.104729.