本文標(biāo)題：" 測(cè)量工具顯微鏡晶粒尺寸-專業(yè)金相顯微鏡廠家"
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本研究共檢測(cè)人工髖關(guān)節(jié)中20個(gè)市售氧化鋁及8個(gè)氧化鋯陶瓷球頭，檢驗(yàn)ISO 6474及ISO 13356規(guī)范中要求的各項(xiàng)性質(zhì)。本研究也增加這些規(guī)范中并無(wú)列述的檢測(cè)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)股小球表面仍可觀察的刮痕及孔洞殘留，另外建議3點(diǎn)彎曲強(qiáng)度之試片尺寸應(yīng)針對(duì)產(chǎn)品尺寸設(shè)計(jì)，以便于做產(chǎn)品檢測(cè)。此外，材料之硬度對(duì)機(jī)械性質(zhì)及磨耗行為有相當(dāng)?shù)挠绊懶裕瑧?yīng)將此性質(zhì)納入相關(guān)規(guī)范中，并明確訂定出測(cè)試之條件，例如準(zhǔn)備樣品之方法、測(cè)試時(shí)施加之荷重及持壓時(shí)間等。
陶瓷材料的機(jī)械性質(zhì)受各項(xiàng)基本物性所控制，因此ISO 6474及ISO 13356分別規(guī)范了用于制作植入物的氧化鋁及氧化鋯陶瓷材料的性質(zhì)。本研究針對(duì)市售人工髖關(guān)節(jié)中之陶瓷股小球，檢驗(yàn)規(guī)范中要求的各項(xiàng)性質(zhì)，一方面作為實(shí)驗(yàn)室材料發(fā)展的依據(jù)，另一方面建立實(shí)驗(yàn)室的檢驗(yàn)?zāi)芰Α?/div>
本研究共檢測(cè)20個(gè)市售氧化鋁及8個(gè)氧化鋯球頭。檢測(cè)的性質(zhì)包括︰密度(density)、外觀尺寸(dimension)、真圓度(roundness)、表面粗度(surface roughness)、三點(diǎn)彎曲強(qiáng)度(3-pt flexural strength)量測(cè)、表面狀況、晶粒尺寸(grain size)和硬度(hardness)。
外觀尺寸十分穩(wěn)定，與廠商標(biāo)示的28 mm直徑誤差值在50 μm以內(nèi)。真圓度僅約0.4μm，優(yōu)于一般可接受的5μm。表面粗度值為0.03μm(Ra)。顯示廠商加工技術(shù)非常精良。但仍然可以觀察到燒結(jié)殘留的孔洞及機(jī)械加工留下的刮痕。在市售氧化鋁球頭表面較常觀察到燒結(jié)殘留的孔洞，機(jī)械加工的刮痕則只是偶爾可觀察到，并不常見(jiàn)。市售氧化鋯球頭表面與氧化鋁球頭恰好相反，觀察到機(jī)械加工刮痕的頻率非常高，燒結(jié)殘留的孔洞則十分少見(jiàn)。
氧化鋁及氧化鋯球頭密度分別達(dá)3.98及6.10g/cm3，幾乎完全緻密。晶粒尺寸及其標(biāo)準(zhǔn)差為2.4±1.3μm及0.41±0.16μm，均符合ISO規(guī)范的要求。氧化鋁及氧化鋯的平均三點(diǎn)彎曲強(qiáng)度為519及1230 MPa 。量測(cè)的維克氏硬度隨施加荷重而變，氧化鋁硬度隨荷重增加而降低，氧化鋯卻有相反趨勢(shì)，可能與氧化鋯材料受外力作用時(shí)，具有相變化（phase transformation）或鐵彈性區(qū)域轉(zhuǎn)換（ferroelastic domain switch, FDS）行為時(shí)，吸收部份能量有關(guān)。對(duì)氧化鋁而言，在各種測(cè)試條件中，所有的測(cè)試值均小于2300 Hv，應(yīng)該是測(cè)試方法與規(guī)范中使用的條件不同所致。
市售之股小球表面可觀察到刮痕及孔洞殘留，仍有改進(jìn)的空間。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中規(guī)定之雙軸強(qiáng)度，在一般陶瓷測(cè)試中并不常見(jiàn)，建議修改為常見(jiàn)的3點(diǎn)彎曲強(qiáng)度，且試片尺寸應(yīng)針對(duì)產(chǎn)品尺寸設(shè)計(jì)，以便于做產(chǎn)品檢測(cè)。此外，材料之硬度對(duì)機(jī)械性質(zhì)及磨耗行為有相當(dāng)?shù)挠绊懶裕瑧?yīng)將此性質(zhì)納入相關(guān)規(guī)范中，并明確訂定出測(cè)試之條件，例如準(zhǔn)備樣品之方法、測(cè)試時(shí)施加之荷重及持壓時(shí)間等。未來(lái)可依照此研究所得到的結(jié)果及建議，作為陶瓷相關(guān)骨科器材的檢測(cè)參考。
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