钛合金因具有抗腐蚀性、生物相容性和骨整合性，被广泛应用骨科和牙科植入器械。然而，钛合金摩擦磨损性能较差，低耐磨性会导致钛合金植入体松动，而且假体周围的磨损颗粒会引发炎症，从而成为导致假体置换手术失败和再手术翻修的主要原因之一。因此，提高钛合金的耐磨损性能对钛合金服役耐久性尤为重要。本研究在对合金相图大量筛选和热力学计算基础上，选取等原子比TiMoNb合金为模型体系，从经典的强化机制出发设计成分和制备工艺，提出通过“晶粒结构纳米化、晶界原子偏聚和引入高密度共格纳米析出相”的策略实现了合金在室温及高温环境下的超高耐磨性能。制备的块体TiMoNb合金致密度大于99%，硬度高达650HV。该合金由两相组成，包括平均晶粒尺寸（d）为188 nm的B1基体相和弥散分布的富Ti B2析出相（d = 79 nm; 7 vol.%），B1和B2两相为共格界面。借助三维原子探针（3D APT）技术，在B1/B2界面处发现Ti原子偏聚，界面厚度约3 nm，充分说明实验设计的强化机制在该合金中均得到体现。以氧化铝球为摩擦副，对TiMoNb合金的耐磨损性能测试结果表明：在室温下，TiMoNb合金与氧化铝的磨损率在同一数量级，(10^-4(mm³/(N.m))；在600℃时，TiMoNb合金的磨损率低至3.15×10^-6 mm³/(N.m)，显示了该合金具有超高的耐磨性能，极大突破了传统钛合金的耐磨性。在对磨痕表面及亚表面的成分结构深入表征分析的基础上，进一步揭示疲劳裂纹的起源，阐明了其在室温和高温环境中的磨损机制。该研究成果对服役于人体复杂环境的新型高强耐磨合金设计提供了新思路，将有助于开拓多主元合金在耐磨损领域的应用，对设计用于严苛环境的高强度、耐磨损、热稳定合金具有重要意义，且为拓展界面相工程在多主元高熵合金领域的应用挖掘了潜在研究方向。开发出的TiMoNb合金高强度、良好的生物相容性、耐腐蚀性使其在牙科、骨科等医用植入材料领域具有广泛的应用前景。
钛合金因具有抗腐蚀性、生物相容性和骨整合性，被广泛应用骨科和牙科植入器械。然而，钛合金摩擦磨损性能较差，低耐磨性会导致钛合金植入体松动，而且假体周围的磨损颗粒会引发炎症，从而成为导致假体置换手术失败和再手术翻修的主要原因之一。因此，提高钛合金的耐磨损性能对钛合金服役耐久性尤为重要。本研究在对合金相图大量筛选和热力学计算基础上，选取等原子比TiMoNb合金为模型体系，从经典的强化机制出发设计成分和制备工艺，提出通过“晶粒结构纳米化、晶界原子偏聚和引入高密度共格纳米析出相”的策略实现了合金在室温及高温环境下的超高耐磨性能。制备的块体TiMoNb合金致密度大于99%，硬度高达650HV。该合金由两相组成，包括平均晶粒尺寸（d）为188 nm的B1基体相和弥散分布的富Ti B2析出相（d = 79 nm; 7 vol.%），B1和B2两相为共格界面。借助三维原子探针（3D APT）技术，在B1/B2界面处发现Ti原子偏聚，界面厚度约3 nm，充分说明实验设计的强化机制在该合金中均得到体现。以氧化铝球为摩擦副，对TiMoNb合金的耐磨损性能测试结果表明：在室温下，TiMoNb合金与氧化铝的磨损率在同一数量级，(10^-4(mm³/(N.m))；在600℃时，TiMoNb合金的磨损率低至3.15×10^-6 mm³/(N.m)，显示了该合金具有超高的耐磨性能，极大突破了传统钛合金的耐磨性。在对磨痕表面及亚表面的成分结构深入表征分析的基础上，进一步揭示疲劳裂纹的起源，阐明了其在室温和高温环境中的磨损机制。该研究成果对服役于人体复杂环境的新型高强耐磨合金设计提供了新思路，将有助于开拓多主元合金在耐磨损领域的应用，对设计用于严苛环境的高强度、耐磨损、热稳定合金具有重要意义，且为拓展界面相工程在多主元高熵合金领域的应用挖掘了潜在研究方向。开发出的TiMoNb合金高强度、良好的生物相容性、耐腐蚀性使其在牙科、骨科等医用植入材料领域具有广泛的应用前景。

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