关键词： 大型环件   5083铝镁合金   镦粗裂纹   热处理   元素偏析  

摘要： 针对某大型环件用铝镁合金铸棒镦粗制坯过程中的开裂问题,通过表征分析裂纹缺陷处的合金元素和第二相化合物发现,裂纹区域存在较为明显的元素偏析现象,聚集了大量的Si、Mg元素,其组成的第二相化合物Mg_(2)Si与基体的结合强度相对较低,当变形程度较大时,坯料外圆拉应力明显增加,导致Mg_(2)Si相较多的区域萌生裂纹,并在继续塑性变形的过程中发生开裂。进一步研究发现,锻前热处理温度对Mg_(2)Si相的析出量及形貌具有直接影响,将锻前加热温度提高至540℃并保温8 h,可有效调控Mg_(2)Si相的析出量,从而避免铸态铝镁合金棒坯镦粗过程中裂纹的产生。

关键词： 硅烷化   稀土镁合金   耐蚀性   复合膜   表面处理  

摘要： 针对镁合金耐蚀性方面的劣势,基于Mg-Gd-Y稀土镁合金的存储期及工序间腐蚀问题,利用硅烷化表面处理技术以提高镁合金耐蚀性。在传统单一硅烷膜的基础上,开发了多种硅烷复合而成的复合硅烷膜和双层硅烷膜,对其膜层结构做出了解释,并用电化学试验和浸泡试验进行耐蚀性试验验证。结果表明:复合及双层硅烷膜相较于单一硅烷膜,其自腐蚀电流密度降低了一个数量级,在质量分数为3.5%的NaCl溶液中腐蚀时间由24 h提升到了168 h。

关键词： 浓缩生长因子   自固化磷酸钙人工骨   牙周组织再生   骨下袋缺损   锥束计算机体层摄影术  

摘要： 目的:明确浓缩生长因子(concentrated growth factors,CGF)在自固化磷酸钙人工骨[采用磷酸钙骨水泥(calcium phosphate cement,CPC)为载体]治疗牙周骨下袋缺损中的作用。方法:对36例骨下袋缺损进行随机分组,试验组采用CGF+CPC进行治疗(n=18),对照组单独使用CPC进行治疗(n=18)。在基线和术后1年时评估两组的探诊深度、临床附着水平,锥形束CT(cone beam CT,CBCT)检测硬组织充填情况,比较CGF和血清中主要生长因子的水平(血小板衍生生长因子-BB、转化生长因子β1、胰岛素样生长因子1、血管内皮生长因子)。结果:基线时两组的探诊深度、临床附着水平和CBCT硬组织充填测量值方面差异均无统计学意义(P>0.05)。术后1年时,两组在探诊深度、临床附着丧失和CBCT硬组织充填测量值方面均有显著改善(P<0.05)。CGF+CPC在探诊深度降低[(4.5±1.3)mm vs.(3.2±1.1)mm]和临床附着获得[(3.8±0.9)mm vs.(2.0±0.5)mm]方面比单独使用CPC更有效(P<0.05)。与单纯CPC组相比,CGF+CPC组CBCT显示硬组织充填程度明显增加[骨袋深减少(3.9±1.2)mm vs.(2.1±0.7)mm,P<0.01]。术后1年时,CGF+CPC组CBCT显示骨下袋体积减少(0.0318±0.0041)mL,显著优于单纯CPC组[(0.0197±0.0012)mL,P<0.05]。此外,CGF中主要生长因子的含量高于血清(P<0.001)。结论:术后1年的观察结果显示,CGF可显著促进CPC治疗牙周骨下袋缺损的临床效果和影像学效果。

关键词： 镁合金   肩袖撕裂   肌腱-骨愈合   磷脂酰肌醇3激酶   蛋白激酶B   信号通路   巨噬细胞  

摘要： 目的评估生物可降解镁合金材料在肩袖撕裂修复中促进肌腱-骨愈合的效果,并探讨其潜在的生物学机制。方法取8周龄SD大鼠48只,随机分为A、B、C 3组。A、B组大鼠制备肩袖撕裂模型后分别通过镁合金缝线或Vicryl Plus 4-0可吸收缝线进行修复,C组仅行皮下切开和缝合。术后1、2周取A、B组内脏行HE染色评估镁合金的安全性;术后2、4、8、12周取3组冈上肌腱-肱骨近端标本,其中4、12周标本行大体观察,4、8、12周标本行生物力学检测A、B组愈合部位的极限载荷及刚度;2、4、12周标本行以下检测:Micro-CT评估A、B组骨隧道形成情况,标本脱钙切片后行HE染色和Masson染色观察肌腱-骨界面纤维软骨再生情况,Goldner三色染色评估钙化情况,免疫组织化学染色检测肌腱-骨界面血管VEGF、BMP-2等成血管因子及成骨因子的表达,免疫荧光染色通过检测精氨酸酶1、整合素β2亚基观察肌腱-骨界面巨噬细胞M1、M2极化情况,通过实时荧光定量PCR分析磷脂酰肌醇3激酶(phosphatidylinositede 3-kinase,PI3K)/蛋白激酶B(protein kinase B,AKT)信号通路在肌腱-骨愈合中的作用机制。结果内脏组织HE染色示,镁合金降解过程中释放的镁离子对心脏、肝脏、脾脏、肺、肾脏等器官未产生明显毒性作用,其生物安全性良好。冈上肌腱-肱骨近端标本组织学染色示,A组肌腱-骨界面处的纤维软骨再生恢复较早,且纤维软骨数量明显多于B组,提示镁合金材料对肌腱-骨界面修复具有积极作用。Micro-CT分析示,A组骨隧道形成快于B组,进一步验证了镁合金材料对骨愈合的促进作用。生物力学测试示,A组的极限载荷均高于B组,4周时A组刚度高于B组,表明A组肌腱-骨界面修复后的组织承载能力更强,镁合金具有改善肌腱-骨愈合的潜力。免疫组织化学染色示,肌腱-骨愈合早期VEGF和BMP-2表达显著上调,提示镁合金能够有效促进血管生成与骨形成,从而加速愈合进程。免疫荧光染色示,修复早期镁离子通过调节巨噬细胞的极化状态,促进其向M2型巨噬细胞极化,发挥显著抗炎作用。实时荧光定量PCR检测表明,镁离子可以通过调控PI3K/AKT信号通路促进肌腱-骨愈合过程。结论生物可降解镁合金材料通过调控PI3K/AKT信号通路,加速大鼠肩袖撕裂修复中肌腱-骨界面的纤维软骨再生和钙化,显著提升肌腱-骨愈合效果。

关键词： 镁合金   化学镀   电镀   镍   前处理   耐蚀性  

摘要： [目的]研究前处理工艺对镁合金电镀镍耐蚀性的影响。[方法]以AZ91D镁合金为基体,分别对其进行直接化学镀Ni–P合金,浸锌后化学镀Ni–P合金,以及NH_(4)HF_(2)活化后化学镀Ni–P合金。对比了不同工艺所得Ni–P合金镀层的耐蚀性。同时,分析了AZ91D镁合金在不同处理工序后的微观结构及耐蚀性。[结果]对AZ91D镁合金进行NH_(4)HF_(2)活化和碱性化学镀Ni–P合金后,再电镀Ni及封闭处理,所得的Ni–P/Ni镀层均匀致密,耐蚀性和结合力良好。[结论]本研究的前处理工艺环保、高效,操作简便,对推动镁合金化学镀和电镀技术的发展具有积极的意义。

关键词： AZ31B镁合金   热扭转变形   梯度结构   动态再结晶   力学性能  

摘要： 为了研究镁合金在热扭转变形过程中的微观组织演化以及梯度组织对力学性能的影响,对挤压态AZ31B镁合金棒材开展了250~350℃的热扭转试验,采用电子背散衍射技术对变形过程中的微观组织进行表征,并对扭转前后的试样开展了常温拉伸和压缩力学性能测试。结果表明:随着变形温度的逐渐升高,挤压态AZ31B镁合金棒材的抗扭强度逐渐降低,动态再结晶体积分数逐渐增加,晶粒尺寸细化更加显著;热扭转变形引入了沿径向梯度分布的应变和位错密度,导致扭转变形后晶粒尺寸、变形织构和动态再结晶体积分数的梯度分布;梯度结构的生成促进了镁合金强度和塑性的协同提升。

关键词： 镁合金   挤压道次   颗粒增强   力学性能  

摘要： 通过多道次热挤压工艺制得含有氧化铝颗粒增强AZ91D镁合金,分析多道次热挤压下Al_(2)O_(3)颗粒增强AZ91D合金力学特性。研究结果表明:通过多道次热挤压处理可以使Al_(2)O_(3)颗粒增强AZ91D合金获得更大硬度。对四道次热挤压处理合金硬度增大至91HV,与一道次热挤压相比硬度显著增大。多道次挤压Al_(2)O_(3)颗粒增强AZ91D合金获得更大拉伸与屈服强度,拉伸强度达到308MPa,屈服强度增大至196MPa。合金断口区域形成众多韧窝结构并出现部分撕裂棱,表现为由韧性断裂作为主导断裂形式。该研究有助于提高镁合金的综合性能,为后续组织强化分析奠定一定的性能基础。

关键词： 3D打印   食管支架   力学性能   TPU/PCL   生物相容性  

摘要： 食管支架在食管疾病的临床治疗中有广泛的应用.但商业食管支架尺寸固定,无法根据患者食管的几何形状进行个性化定制.通过熔融共混结合3D打印技术的方式制备了一种热塑性聚氨酯(TPU)/聚己内酯(PCL)共混物食管支架,并基于对TPU/PCL组分比例的调节,实现了对支架力学性能的调控.通过差示扫描量热、热重分析、力学试验、体外降解试验和细胞毒性检测研究了 TPU/PCL共混物的理化特性及支架的各项关键指标.结果表明,TPU/PCL共混物具有良好的材料相容性和力学性能,且细胞活性为72.9％,对细胞无潜在毒性.经过为期8周的体外降解试验,支架的质量损失均小于2％,且力学性能无明显变化.3D打印TPU/PCL共混物支架优越的力学和生物学性能证明了其在食管狭窄的临床个性化治疗中具有潜在应用前景.

关键词： 氧化石墨烯   羟基磷灰石   白细胞介素4   种植体复合涂层   MC3T3-E1细胞   生物相容性   工程化材料  

摘要： 背景：纯钛及钛合金种植体因良好的生物相容性及弹性模量被广泛应用于种植修复领域，但钛基种植体表面的生物惰性导致其与周围骨组织的整合性较差，需要进行表面修饰提高钛基种植体的骨整合能力。目的：在纯钛片表面制备羟基磷灰石/氧化石墨烯/白细胞介素4涂层材料，探究涂层材料的理化性能与生物相容性。方法：通过电化学沉积法及浸泡冻干法在钛片表面制备负载羟基磷灰石/氧化石墨烯/白细胞介素4涂层，同时制备负载白细胞介素4的钛片与负载羟基磷灰石/氧化石墨烯涂层的钛片，表征纯钛片及上述3种钛片的理化性能。将MC3T3-E1细胞分别接种于纯钛片及上述3种钛片的表面，通过CCK-8、DAPI染色检测细胞增殖，Calcein-AM/PI染色检测细胞活性，扫描电镜观察细胞形态与黏附。结果与结论：(1)扫描电镜、X射线能量色散谱、X射线光电子能谱、X射线衍射谱、拉曼光谱检测显示，在钛片表面成功制备了羟基磷灰石/氧化石墨烯/白细胞介素4涂层。羟基磷灰石/氧化石墨烯/白细胞介素4组水接触角大于纯钛组、羟基磷灰石/氧化石墨烯组，小于白细胞介素4组。(2)CCK-8、DAPI染色结果显示，羟基磷灰石/氧化石墨烯/白细胞介素4涂层可促进MC3T3-E1细胞增殖。Calcein-AM/PI染色结果显示，羟基磷灰石/氧化石墨烯/白细胞介素4涂层组MC3T3-E1细胞活性较高，较少见死细胞。扫描电镜下可见MC3T3-E1细胞黏附于4组材料表面，细胞形态良好，相较于纯钛组，白细胞介素4组MC3T3-E1细胞伸出伪足更多，细胞间联系更加紧密，黏附面积更大；相较于羟基磷灰石/氧化石墨烯组，羟基磷灰石/氧化石墨烯/白细胞介素4组MC3T3-E1细胞伸出伪足更多，细胞间联系更加紧密，黏附面积更大。(3)结果表明，羟基磷灰石/氧化石墨烯/白细胞介素4涂层具有良好的理化性能及生物学性能。

关键词： 镁合金模板   肋板形式   轻量化   ANSYS   优化设计  

摘要： 为了缩短建筑模板安装和拆模时间，提高模板的循环利用率和改善混凝土结构成型质量，设计了一种易于拆装且结构轻量化的镁合金建筑模板。通过SolidWorks建模软件进行模型结构的设计，使用ANSYS有限元分析软件仿真，对镁合金建筑模板的厚度大小、加劲肋的个数、厚度及高度进行优化设计，得到模板最佳厚度为5 mm，模板边缘的厚度为7 mm，加劲肋厚度均为6 mm，高度为45 mm，最大应力为115.590 MPa，最大变形量为0.527 6 mm，最大质量为3.72 kg，模板的轻量化得到进一步提高。