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随着人口老龄化问题的出现,人们对医疗保健设备的需求越来越大,可植入医疗装置和元件在医疗保健行业得到了越来越广泛的应用。展望未来医疗产品的发展趋势,由单一材料制造的产品将大幅度缩减,多种材料的复合使用会变得更加普遍。而异种材料之间连接的可靠性、安全性以及生物相容性却给医疗装置的设计及制造带来了极大的挑战。生物高分子材料(PET)具有良好的生物相容性,医用纯Ti(体积百分比99.999%)具有与人体骨头相当的弹性模量、优良的生物相容性以及在生物环境中的良好耐腐蚀性,它们两者之间的连接必将获得更好的应用价值,生物高分子材料PET与医用纯Ti复合物在临床医学研究中已经得到初步应用。本文对激光微连接医用纯Ti与生物高分子材料(PET)进行了连接机理的研究,采用响应曲面法设计试验和优化数学模型,结合数值模拟的方法对医用纯Ti与生物高分子材料(PET)进行了激光微连接的仿真研究。首先,在分析生物高分子材料和金属材料各自的光学性能和热力学性能的基础上,提出将金属至于上层,生物高分子材料置于下层的布置方式进行焊接,降低了对生物高分子材料需要具有高透光率的要求。针对次方案,设计了专用的对称式手动调节夹紧装置。其次,采用超景深数字显微镜,扫描电子显微镜／电子能谱仪,光电子能谱仪和激光拉曼光谱仪对医用纯Ti与生物高分子材料PET的激光微连接接头的形貌和元素分布进行了分析,初步揭示其连接机理,证明了激光微连接医用纯Ti和生物高分子材料PET的可行性。再次,在可焊性的基础上通过响应曲面试验法设计工艺试验,建立焊接工艺参数与焊缝抗剪力和宽度的数学模型并采用逐步回归的方法对所建立的数学模型进行优化。分析各参数对焊缝宽度、抗剪力等指标的影响规律。最后,利用ANSYS软件建立了医用纯Ti和生物高分子材料PET激光微连接的数学模型,对温度场进行了数值模拟,在一定程度上揭示了PET/Ti激光微连接接头的成型机理。本文对医用纯Ti和生物高分子材料PET的连接进行了系统地研究,为其在医疗器件领域中的应用奠定了理论基础。