利用EET理论预测Fe-C-Cr系高铬铸铁的淬硬性

为了揭示高铬铸铁组织的微观本质并利用其分析结果预测合金的淬硬性，利用余瑞璜的固体与分子经验电子理论(EET)和Fe-C-Cr三元系平衡相图对Fe-C-Cr三元系高铬铸铁合金奥氏体的价电子结构进行了分析。结果表明，在工业应用的成分范围内C-Cr键是合金奥氏体所有键中的最强键，形成C-Cr偏聚单元。wcr/wc≥6时，含C-Cr结构单元的权重会大大提高，促进了奥氏体的陈留，可以获得奥氏体基体组织。当wcr/wc=5．5-6．5时，Fe-C-Cr三元系高铬铸铁可获得最佳的淬硬性。     

石墨烯及其衍生物的抗菌性研究进展

该文主要介绍近年来关于石墨烯及其衍生物在抗菌性方面的应用研究进展,包括石墨烯及其衍生物的抗菌性,抗菌性的测定方法对比,以及生物安全性评估等内容。研究表明:石墨烯及其衍生物具有良好的抗菌性和生物相容性,同时也是抗菌活性物质的理想载体。通过剂量调控和化学修饰可以保持石墨烯的优越性,同时又避免其诱发生物毒性,拓宽其在生物医学工程领域的研究与应用。     

亲水性聚氨酯复合材料的制备与表征

选用湿态纳米羟基磷灰石（HA）与脂肪族聚氨酯（PU）为原料,采用溶液共混法和溶剂挥发法制备了亲水性羟基磷灰石/聚氨酯（HA/PU）纳米复合材料,并采用SEM、吸水实验和力学实验等方法对该复合材料的形貌和性能进行了研究。结果表明磷灰石晶体以纳米状态均匀地分布在PU基质中,过高含量的纳米HA易使纳米粒子团聚,不利于其在PU基体中的均匀分散;在制备PU的多元醇原料中引入亲水性较强的聚乙二醇,可提高PU表面和整体的亲水性;随着硬段含量的增加,复合材料的拉伸强度和弹性模量呈上升趋势,断裂伸长率下降;随着软段中聚乙二醇含量的升高,弹性模量大幅下降,拉伸强度和断裂伸长率先升高后下降;纳米HA的添加可同时提高复合材料的拉伸强度和断裂伸长率,当纳米HA的质量分数为30%时,复合材料的综合力学性能达到最佳。     

Electron theory study on the effect of Mn on as-cast structure of Fe-C-Cr-Mn cast irons

The valence electron structure of alloying austenite of 3C-15Cr high chromium white cast iron with different Mn contents from 1% to 6% is analyzed by BLD method and EET. Results show that the addition of Mn has major influence on the valence electron structure of the alloying austenite, especially on that of Fe-C, Fe-C-Cr and Fe-C-Cr-Mn unit cells of it. The effect becomes weak when Mn content is over 4%. Based on the effect of n~, F~~, the weighting of each unit cell and the degree of undercooling on phase transition of the aus- tenite, we can calculate the retained austenite content of as-cast structure of the high chromium white cast iron. The calculation results coincide well with those of the experiment. The phase transition characters of the austenite in high chromium white cast iron can be forecasted through valence electron structure analysis of alloying austenite by BLD method and EET on the basis of Fe-C-Cr equilibrium phase diagram.     

纳米HA/PU复合材料的力学性能和热性能

以4 , 4′-亚甲基二环己基二异氰酸酯( H₁₂MDI) 、聚乙二醇、蓖麻油、1 , 4-丁二醇和具有生物活性的纳米羟基磷灰石(n-HA) 为原料, 采用预聚法制备了纳米羟基磷灰石/ 聚氨酯( HA/PU) 复合材料, 并对其力学性能和热性能进行了研究。结果表明: 复合材料的拉伸强度和断裂伸长率随n-HA 含量的增加而提高。当n-HA 的质量百分数为30 %时, 复合材料的综合力学性能达到最佳, 与纯PU 相比, 拉伸强度和断裂伸长率分别提高了186 %和107 %。动态力学分析得出复合材料的储能模量随n-HA 质量百分含量的增加而显著上升。TGA 试验表明HA/PU 纳米复合材料的热稳定性能随n2 HA 的添加得到改善, 而DSC 分析显示n-HA 的加入在一定程度上降低了PU 软段的结晶度。这些结果均表明该n-HA/PU 是一种有应用前景的组织工程材料。      

Mo、Cu对高铬铸铁凝固组织和亚临界热处理硬化行为的影响

研究了Mo和Cu对高铬铸铁凝固组织和亚临界热处理硬化行为的影响。研究表明，添加Mo和Cu可以使高铬铸铁的凝固组织获得更多的残留奥氏体。含有Mo和Cu的高铬铸铁在亚临界热处理过程中有明显的二次硬化现象。由于Mo是强碳化物形成元素与碳原子之间有强的相互吸引作用，阻碍碳原子在凝固冷却时碳从奥氏体向液相扩散，使共晶奥氏体的碳含量较高，导致奥氏体的Ms点降低，使得铸态组织获得更多的残留奥氏体。固溶于奥氏体中的Cu对奥氏体中碳在亚临界热处理过程中的析出具有很强的阻碍作用，所以与没有添加Mo和Cu的高铬铸铁比较，添加Mo和Cu的高铬铸铁二次硬化峰的出现需要更高的温度或者更长的保温时间。     

深冷处理对Cr14Mn2V2高铬铸铁组织转变和磨损性能的影响

分别采用X射线衍射(XRD)、电子透射电镜(TEM)和磨损测量(WT)等方法研究了深冷处理对高铬铸铁显微组织和磨损行为的影响。深冷处理能有效地降低高铬铸铁中的残余奥氏体含量,促进细微碳化物的析出,但不能完全将奥氏体转化为马氏体。大量马氏体的形成和微小二次碳化物的析出,显著提高了高铬铸铁的耐磨性。当残余奥氏体含量约为15%时,材料的耐磨性能达到最好,残余奥氏体量较多或较少都不利于耐磨性的提高。结果表明,亚临界加深冷处理试样的磨损性能较未深冷的试样有较大的提高。     

羟基磷灰石/聚醚酯聚氨酯支架的体外降解行为和细胞相容性研究

采用XRD、DSC、体外降解实验和细胞相容性实验等方法对羟基磷灰石/聚醚酯聚氨酯(HA/PU)多孔支架的结构和性能进行了研究。结果表明,HA粒子添加到聚醚酯聚氨酯基体中,在一定程度上降低了聚氨酯软段的结晶,提高了聚氨酯基体的力学性能。体外降解实验表明HA/PU复合支架的降解不会引起浸泡液pH值较大的波动,且降解初期的力学性能衰减缓慢。MG63细胞与HA/PU复合支架共培养的实验表明,细胞生长良好,牢固地黏附在支架表面,并在支架表面充分伸展,复合支架具有良好的细胞相容性。这些结果表明HA/PU支架有望用于骨组织工程修复。     

包埋载药微球的羟基磷灰石/聚氨酯复合组织工程支架的研究

研制具有药物缓释功能的骨组织工程支架, 对载药微球包埋于羟基磷灰石/聚氨酯(HA/PU)支架中的药物缓释体系进行了可行性研究. 首先将盐酸环丙沙星作为模型药物, 包裹于乙基纤维素(EC)微球中, 然后将EC微球与HA/PU材料进行复合, 制备了抗生素药物缓释支架. 结果显示EC微球均匀地分布在HA/PU支架基质中, 未对支架的开孔结构和孔隙形貌构成影响. 与单纯将药物载入HA/PU支架中相比, 复合载药EC微球的HA/PU支架的初期药物暴释明显降低, 药物缓释时间延长. 体外药物释放实验和抑菌实验结果表明, 该载药微球支架具有良好的药物缓释功能和抑菌性能, 是一种集骨修复和治疗于一体的新型组织工程支架材料.     

脂肪族聚氨酯/磷灰石复合材料的原位制备及性能

为避免芳香族聚氨酯在体内降解时产生有毒物质,选用生物相容性良好的脂肪族聚氨酯(PU)与生物活性的羟基磷灰石(HA)为原料,通过原位聚合法制备了脂肪族PU/HA组织工程用多孔支架,并采用SEM、IR和力学试验等方法对多孔支架的形貌和性能进行了表征,进一步研究了发泡剂(水)用量和HA含量对支架泡孔结构和力学强度的影响。结果表明,当发泡剂用量为1%～1.5%(质量分数)时制得的多孔PU/HA复合支架材料孔隙之间相互贯通,孔径范围分布在300～800μm,大孔壁上分布着孔径为50～200μm的小孔,孔隙率达80%以上。随HA含量增加,支架抗压强度和弹性模量显著上升。综合考虑HA的增强效果和组织工程支架的孔隙结构,本体系中HA的最佳添加量为40%(质量分数),发泡剂的最佳用量为1%(质量分数)。