Ti/TiB_2多层膜在模拟体液中生物摩擦学行为研究

采用磁控溅射的方法在医用钛合金Ti6Al4V表面制备了具有不同调制比的Ti/TiB2多层膜,并考察多层膜在Hank’s模拟体液中与超高分子量聚乙烯(UHMWPE)配副的摩擦磨损性能。研究结果表明:所制备的多层膜层状结构清晰,与基体结合良好,各子层保持一定的择优取向。多层膜在模拟体液中的摩擦磨损性能与调制比间存在着一定的依赖关系。当多层膜调制比为1:5时,其平均摩擦系数约为0.1,与Ti6Al4V相比降低了28.6%,UHMWPE磨损速率降低了近一个数量级,呈现出良好的减摩耐磨效应。多层膜的引入有效抑制了Ti6Al4V合金发生氧化磨损,而使其表现为不同程度的磨粒磨损和粘着磨损。在调制比为1:5时,多层膜/UHMWPE的生物摩擦学性能最佳,并有望在人工关节表面改性上获得应用。     

Mg67Zn28Ca5合金激光表面熔凝处理及其生物腐蚀性能

镁锌钙合金因为具有较高的比强度和优异的可降解性,有望成为新一代的内固定材料,但是镁合金耐生理腐蚀能力相对较差而限制了其临床应用。通过激光熔凝处理对共晶成分的Mg67Zn28Ca5合金进行了表面改性,研究了Mg67Zn28Ca5合金激光熔凝处理前后的显微组织、相结构和元素分布;以及在人工模拟体液中合金激光熔凝处理前后的生物腐蚀性能。研究结果表明,Mg67Zn28Ca5合金经过激光熔凝处理后,在合金的表层形成了平均厚度约508.1 μm的熔凝层,该熔凝层平均晶粒大小约10 μm。与铸态和固溶态的合金相比,熔凝层在人工模拟体液中的腐蚀电位分别正移了76 mV和60 mV;熔凝层的腐蚀速率分别降低了82%和78%,为0.0468 mm/a。经激光熔凝处理后,合金表面的氧化膜也更为致密,提高了镁合金的耐腐蚀性能。MgZn2相含量减少和第二相尺寸的减小,降低了电偶腐蚀的程度,抑制了α-Mg基体相的腐蚀。     

溅射法制备TiO2薄膜的耐腐蚀性

采用溅射法在石英和316L不锈钢衬底上制备TiO2薄膜。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)观察薄膜的微观结构和表面形貌。结果表明:沉积后的TiO2薄膜表面均匀、致密,为锐钛矿结构。600℃退火后,薄膜中有金红石相生成。基于透射谱,计算得到的薄膜光学带隙在3.2eV左右。在PBS模拟体液中,测试材料的动电位极化曲线。结果显示,沉积TiO2薄膜后,材料的耐腐蚀性得到改善。退火后,TiO2薄膜的自腐蚀电位正向移动94mV,自腐蚀电流最小,为4.828μA·cm-2。     

CO_2气体反应磁控溅射制备Ti-O薄膜成分和结构研究

室温下采用反应磁控溅射的方法,利用CO2作碳源和氧源制备了碳掺杂Ti-O薄膜。X射线衍射(XRD)、光射线电子能谱(XPS)和拉曼光谱用于表征薄膜的成分和结构。采用紫外-可见(UV-Vis)分光光度计测量了薄膜的吸光度并通过作图计算得到其带隙宽度。结果表明,用CO2作碳源和氧源,可得到C掺杂的Ti-O薄膜。当掺杂碳时,钛氧膜中金红石相特征峰显著减弱,且碳以取代O原子的形式掺杂在薄膜中并促使TiO相的出现。当反应气体为CO2和O2共存时,钛原子优先与氧原子结合并抑制TiO相的形成。碳的掺入能有效降低TiO2带隙宽度,使薄膜的吸收边扩展到可见光区,提高对可见光的吸收。     

溶胶-凝胶法制备ZrO_2薄膜及其耐腐蚀性与血液相容性研究

采用溶胶-凝胶法在316L不锈钢基底上制备氧化锆(ZrO2)薄膜,薄膜采用分级干燥工艺,经500℃退火制备得到。X射线衍射(XRD)分析了干凝胶粉末的物相结构;扫描电镜(SEM)观察了提拉速度对薄膜表面显微结构的影响;在PBS模拟体液中测试了动电位极化曲线,并对比了试样的耐腐蚀性能;基于接触角测试结果,探讨了薄膜亲/疏水性能,计算了薄膜的表面能及其与血液组分的界面张力。结果表明,500℃退火的ZrO2晶化为四方相结构,以7cm/min提拉速度能制备得到均匀致密的ZrO2纳米薄膜,且具有良好的耐腐蚀性与血液相容性。     

时效处理对离心铸造铝铜合金组织和力学性能的影响

采用立式离心铸造的方法,制备了铝铜合金铸件。通过光学显微镜、显微硬度计和室温拉伸、压缩性能测试,研究了人工时效处理对铝铜合金铸件显微组织和力学性能的影响规律。结果表明：随着时效温度的升高和时效时间的延长,合金试样的抗拉强度、抗拉屈服强度、抗压强度、压缩屈服强度以及显微硬度先升高后降低,在160℃时效5 h时达到最大值,此时的抗压强度达到241 MPa,显微硬度为108 HV,铸件的伸长率却发生相反的变化;力学性能呈现上述规律是由于显微组织发生相应变化引起的。     

模具的高压喷射水淬火

<正> 1 引言 使用压力为0.4MPa以上的高压水,强烈地冲击工模具表面进行淬火的方法较其它淬火方法具有更好的冷却效果,因此较有利于淬透性差的碳钢的淬火。 在实际生产中,套类零件的内圈局部淬     

混粉工艺对纳米Al2O3弥散强化铜基复合材料摩擦学特性的影响

以纳米A l2O3为增强相,用粉末冶金法制备了弥散强化铜基复合材料,研究了混粉工艺对复合材料滑动摩擦学特性的影响。结果表明:添加纳米A l2O3的复合材料其摩擦因数均有不同程度的减小,但以纳米A l2O3质量分数为5%及采用表面活性剂对粉体处理后得到的复合材料的摩擦学性能最好,平均摩擦因数下降近50%,平均磨痕深度下降了40%。对纳米粉体进行分散,可有效解决纳米粉体的软团聚现象,继而得到组织均匀的弥散强化铜基复合材料,特别是在较大复合量的情况下,采用表面活性剂是获得良好摩擦学性能的必由之路。     

有限元法在血管支架生物力学性能评价中的应用

有限元法已成为血管支架生物力学性能评价的重要工具,目前存在多种扩张模拟方案。为评价各方案的特点与可靠性,建立了6种有限元扩张模型进行扩张计算,通过残余应力、塑性应变、扩张不均匀率、弹性回缩率、轴向短缩率等参量以及残余应力、塑性应变的分布状态和支架扩张后的形态等对各种扩张策略进行分析、评价,得出载荷类型、球囊以及压握过程对模拟计算的影响,为合理选择有限元分析策略提供依据。     

医用不锈钢表面改性及腐蚀磨损研究进展

综述了医用不锈钢的表面改性方法及其腐蚀磨损性能,并对提高医用不锈钢腐蚀磨损性能的表面改性发展趋势进行了展望。