2025年10月8日,中國腐蝕與防護學會在北京主持召開了由上海交通大學等單位完成的“生物醫用鈦合金設計、表面改性及體液腐蝕行為”科技成果評價會。評價委員會由北京化工大學左禹教授等7位專家組成。

項目組匯報了成果內容并接受了專家質詢。目前,醫用鈦合金在臨床應用中面臨著強度模量與人體不匹配、抗菌及成骨功能缺失以及長期存在人體中易發生腐蝕疲勞斷裂等問題。為此,項目團隊從鈦合金成分設計、構型設計、表面改性等方面開展研究。通過第一性原理計算進行鈦合金成分設計,開發出彈性模量與人骨接近的新型Ti-Nb-Ta-Zr系生物醫用鈦合金,在材料力學性能上實現了與人體組織的良好匹配,提高了材料的腐蝕性能、使用壽命與臨床固定效果;通過數字化器械結構設計以及3D打印工藝參數優化,顯著減少了多孔鈦合金內部孔洞、表面微裂紋等缺陷的產生,避免了材料在人體中應力腐蝕的發生,增強了材料在人體內腐蝕環境及復雜受力作用下的服役穩定性;創新地運用攪拌摩擦加工技術在鈦合金表面構筑了復合改性層,通過冶金結合將鋅、銀等金屬納米粒子引入到鈦合金表面,避免了傳統涂層可能發生的脫落問題,在集成抗菌和促成骨等生物學功能的同時,還提升了鈦合金的強韌性、耐磨性、耐蝕性。評價委員會認為成果具有重要的學術影響以及潛在的臨床應用價值,社會和經濟效益顯著,整體達到國際先進水平,在鈦合金攪拌摩擦表面處理研究方面達到國際領先水平。
項目成果獲國家授權發明專利21項、澳大利亞創新專利1項,在Progress in Materials Science、Acta Materialia、Corrosion Science、International Journal of Plasticity等材料科學頂級期刊發表200余篇。其中15篇高被引/熱點論文,封面論文4篇,21篇影響因子大于10,總被引超9000次,出版5本專著(英文4本、中文1本),培養了一大批腐蝕領域的專業技術人才。