采用傳統(tǒng)的粉末冶金方法可生產(chǎn)形狀簡(jiǎn)單的醫(yī)用鈦合金零部件，但是生產(chǎn)形狀復(fù)雜的外科植入件比較困難。因此，開發(fā)形狀復(fù)雜的多孔鈦制備技術(shù)成為目前粉末冶金研究的焦點(diǎn)。

德國(guó)和烏克蘭研究人員采用形狀不規(guī)則的氫化脫氫鈦粉作為原料粉末， 其尺寸分布為D10=24.0μm，D50=48.3μm， D90=85.0μm； 粉末的松裝密度為1.894g/cm³，振實(shí)密度為2.319g/cm³，N，0，H，C，F(xiàn)e的含量均低于適用于外科植入件的ISO 5832-2標(biāo)準(zhǔn)。造孔劑選取尺寸約為鈦粉顆粒10倍的白色有棱角的碳酸氫銨， 與鈦粉進(jìn)行人工混合3~4min。根據(jù)孔隙度的要求，添加造孔劑的體積分?jǐn)?shù)分別為30%，50%，70%；并添加少量的溶劑以防止偏聚，壓制壓力分別為120MPa， 200MPa， 280MPa， 350MPa， 420MPa。由于燒結(jié)態(tài)的多孔鈦機(jī)加工時(shí)孔洞有可能閉合，并縮短刀具壽命，因此燒結(jié)之前采用常規(guī)刀具對(duì)預(yù)壓制件進(jìn)行鋸、車、鉆、銑加工。加工時(shí)，應(yīng)盡可能選用小的夾持力，并避免產(chǎn)生夾持時(shí)的拉伸應(yīng)力。

試驗(yàn)結(jié)果表明，壓制壓力一定時(shí)，造孔劑含量越高，壓坯的相對(duì)密度越大。碳酸氫銨的體積分?jǐn)?shù)超過50%時(shí)，壓坯退出模具的應(yīng)力急劇降低，因此混合粉末時(shí)無須添加潤(rùn)滑劑，防止了成品部件中帶入雜質(zhì)。

去除預(yù)壓坯中的碳酸氫銨時(shí)，需在大氣中150℃(此時(shí)反應(yīng)速率最快)下加熱數(shù)小時(shí)，使碳酸氫銨完全分解為氨、二氧化碳和水。此時(shí)C，N，O的含量有可能增加。碳酸氫銨完全分解后，尺寸較大的宏觀孔洞周圍包圍著尺寸相對(duì)較小的鈦顆粒。只有形狀不規(guī)則的鈦顆粒的機(jī)械連接才可能形成孔洞的骨架，然而這種骨架的強(qiáng)度非常低。粉末壓坯中存在2種孔洞：造孔劑形成的孔洞、鈦顆粒之間的孔洞。

壓坯燒結(jié)過程中的收縮主要是由鈦骨架的致密化引起的。軸向和徑向收縮率均隨燒結(jié)溫度的升高和保溫時(shí)間的延長(zhǎng)而增大。軸向收縮率還隨造孔劑含量的增多而增大，尤其是燒結(jié)溫度由1200℃升至1300℃時(shí)，此現(xiàn)象更明顯。1200℃燒結(jié)1h時(shí)，不含和含70%的造孔劑的試樣的軸向收縮率差別為0~2%；1300℃燒結(jié)3h時(shí)，二者的差別則為1%~4%，幾乎    是總收縮率的1/3。這是由鈦骨架密度減小所引起的。但柱狀壓坯的徑向收縮率卻與宏觀孔洞的數(shù)量無關(guān)。利用這一原理可制備徑向梯度孔隙率(各層與各層之間的孔隙度發(fā)生變化)的多層零部件，燒結(jié)過程中這種零部件只產(chǎn)生輕微的扭曲變形。

壓坯的相對(duì)密度隨造孔劑含量的增多和燒結(jié)前壓坯孔隙度的增大而減小。金相觀察發(fā)現(xiàn)，1200℃×1h和1300℃×3h燒結(jié)前后宏觀孔洞形貌基本無變化；燒結(jié)后鈦骨架內(nèi)的孔隙率減小。不同條件下燒結(jié)的多孔件的結(jié)構(gòu)基本相似。雖然燒結(jié)過程中雜質(zhì)含量會(huì)有所增加，但若選取適宜的初始粉末(鈦粉氧含量不超過0.3%) ， 就可以制備出符合醫(yī)用植入件ISO標(biāo)準(zhǔn)的多孔鈦部件。

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