关键词： 材料表面与界面   镁合金   冷喷涂   摩擦磨损   有限元分析  

摘要： 用冷喷涂技术在AZ91镁合金基体上制备出不同Al_(2)O_(3)含量(0%、15%、30%、45%)的复合涂层,测量Al_(2)O_(3)的沉积效率和涂层的孔隙率,进行往复干摩擦磨损实验并计算磨损沟壑体积,研究了Al_(2)O_(3)含量、载荷、频率对Al基复合涂层摩擦磨损行为的影响。建立Al基复合涂层的有限元模型,用嵌入Archard模型的摩擦磨损子程序得到了有限元磨损量仿真值并将其与磨损实验值对比。结果表明,随着Al_(2)O_(3)含量的提高复合涂层的孔隙率降低,Al_(2)O_(3)颗粒的沉积效率和耐磨性提高。在载荷为2 N、频率为1 Hz条件下Al_(2)O_(3)含量为0%、30%、45%的Al基复合涂层其有限元磨损量仿真值与实验值的差小于4%,证明了有限元模型的正确性。在此工况下用该模型计算出Al_(2)O_(3)含量为15%的涂层其有限元磨损量的仿真值为0.0249 mm^(3),与试验磨损量的差为5.9574%,表明此模型具有普适性。

关键词： 镁合金   航空航天   强韧化   腐蚀   组织调控  

摘要： 镁合金作为目前实际工程应用中密度最低的金属结构材料,在轻量化需求迫切的航空航天领域具有广阔的应用前景,但“绝对强度偏低”“变形能力偏弱”和“耐蚀性能不足”三大瓶颈问题极大限制了传统镁合金在航空航天领域的应用范围。本文简要梳理镁合金在航空航天领域的应用现状,详细介绍高强韧、高耐蚀镁合金目前的研究进展,并对未来航空航天领域用高性能镁合金的研发趋势进行展望。

关键词： 高分子   载药微球   乳化交联法   药物缓释  

摘要： 为了解决高分子载药微球尺寸不均一、制备方法难等问题,使其更好地应用于肿瘤治疗、软骨修复等临床领域。本文以聚乙烯醇、明胶和海藻酸钠为原料,通过自由基聚合、席夫碱反应和钙离子配位反应共3种乳化交联法制备高分子载药微球,并载药阿霉素盐酸盐。利用红外光谱仪、扫描电子显微镜和紫外-可见分光光度计等仪器对其进行表征。结果表明,本文所制备的3种载药微球尺寸均一,材料易降解,且能够满足癌症治疗中的释药需求。

关键词： 人工血管   大口径   生物相容性   涂层   血液渗透性   顺应性  

摘要： 大口径人工血管虽已应用于大血管重症疾病,但仍存在术后血栓形成、再狭窄等并发症,开发生物相容性优良的人工血管仍具挑战性。从人工血管主体材料发展历程、商用人工血管材料、新型人工血管材料3方面综述大口径人工血管主体材料的变迁。简要介绍人工血管生物相容性的提升策略(改变材料表面形貌或纤维集合体的拓扑结构;材料表面引入生物活性物质),从材料表面引入生物活性物质的角度出发,总结白蛋白、明胶和胶原蛋白涂层提升人工血管生物相容性的机制;讨论涂层人工血管生物相容性、血液渗透性、顺应性对临床使用效果的影响。最后对人工血管的性能和功能提出展望,指出人工血管涂层技术和涂层物质未来将继续聚焦生物工程、抗凝涂层、新材料和细胞外基质等方面,以改善临床使用效果。

关键词： ZK40A   固溶温度   显微组织   耐腐蚀性能  

摘要： 【目的】镁合金耐腐蚀性差导致其在实际应用中受到限制。热处理能够改善镁合金的耐腐蚀性能,但目前对ZK40A镁合金热处理耐腐蚀性能研究较少,有待进一步加强。【方法】通过对ZK40A镁合金进行不同温度的固溶处理,分别采用析氢、失重、电化学试验等对不同温度固溶处理后的镁合金腐蚀性能进行研究。利用OM与SEM对合金组织、腐蚀产物和腐蚀形貌进行观察,并使用XRD对其进行物相分析。【结果】ZK40A在固溶处理后改善了铸态合金组织的不均匀性,在400~450℃的固溶范围内出现了再结晶和孪晶组织。随着固溶温度的升高,第二相含量先升高再逐渐减少且沿着晶界少量分布,在450℃固溶后,合金组织均匀,耐蚀性最好。【结论】固溶处理能够有效改善铸态ZK40A的耐蚀性能,热处理温度控制在400~450℃较为适宜。

关键词： 镁合金   骨植入物   表面改性   生物功能性  

摘要： 镁基骨植入物是一种用于骨固定或骨修复的新型生物可降解材料。概述了骨植入器械临床需求,镁及其合金作为骨植入物的材料优势,以及镁基骨植入物的体内应用环境。同时,阐述了镁基骨植入物临床应用存在的问题,包括过快的降解速率和生物相容性问题。在此基础上,重点综述了近年来镁基骨植入物表面改性研究进展,按涂层功能分为耐腐蚀涂层(微弧氧化涂层、溶胶-凝胶涂层、水热涂层及低温等离子聚合涂层)、促骨自愈合涂层(骨愈合药物涂层、类骨生物活性物质涂层)、抗菌涂层(金属离子或氧化物涂层、抗菌药物涂层)、自修复涂层(自发式涂层、触发式涂层)及生物免疫性涂层(免疫活性物质涂层)等。针对各种功能的表面改性涂层,分别从制备方法、功能特性、作用机理、实验结果对比等方面进行归纳,并指出其存在的问题。最后,总结了镁基骨植入物表面改性面临的问题,并展望了未来的发展方向。

关键词： 医用镁合金   表面处理   超疏水涂层   耐腐蚀性   血液相容性  

摘要： 目的在镁合金表面构建超疏水涂层,以降低镁合金材料的降解速率,减少血小板黏附,提高镁合金的血液相容性。方法采用迈耶棒刮涂聚二甲基硅氧烷和网筛二氧化硅颗粒的方法在镁合金表面制备超疏水复合涂层。采用扫描电子显微镜、红外光谱、能量色散谱仪等测试方法对涂层进行表征;使用接触角测量仪检测涂层的疏水性;通过电化学测试研究涂层耐蚀性;通过体外血小板黏附和疏血性测试评价分析血液相容性。结果通过刮涂网筛聚二甲基硅氧烷和网筛二氧化硅颗粒制备的涂层在AZ31B镁合金表面呈现均匀且致密的形态。在3.5%(质量分数)的氯化钠溶液中浸泡后,相比于对照组裸AZ31B镁合金和仅涂覆PDMS的镁合金,涂层电阻(2.85×10^(6)Ω·cm^(2))和电荷转移电阻(5.69×10^(6) kΩ·cm^(2))都为最大值,复合涂层的腐蚀电流密度相比镁合金降低了5个数量级,腐蚀电压为正值,呈现出优异的耐腐蚀性;复合涂层表面无黏附血小板,血液接触角大于150°,呈现超疏血性。结论综上所述,通过简单的涂层技术制备了一种超疏水复合涂层,复合涂层覆盖的镁合金展现出优越的耐腐蚀性能和优异的血液相容性,为拓宽镁合金的应用提供了一种新的防腐策略。

关键词： 镁合金   增材制造   粉末床增材制造   工艺优化   性能优化  

摘要： 镁合金是最轻的金属结构材料,具有密度低、比强度、比刚度高、可降解等优点。传统的镁合金制造方式(铸造、挤压等)难以一步制备复杂的几何形状,后续需要二次加工,且存在气孔、氧化物夹杂等缺陷,力学性能较差。粉末床增材制造(PBAM)作为一种快速成形技术已被广泛用于制备复杂结构金属构件,为镁合金的开发及应用提供了平台。探讨了PBAM过程中镁合金的成形缺陷,并总结了其性能特征;其次,研究了PBAM工艺参数与镁合金成形性和性能之间的关系;介绍了不同后处理方法对PBAM制备的镁合金显微组织和机械性能的影响;最后,展望了PBAM镁合金的未来潜在应用。

关键词： 壳聚糖   止血海绵   生物相容性   血液凝固时间   护理应用  

摘要： 为提高患者在手术后的凝血止血护理效果,以壳聚糖、海藻酸钠等为材料研制一种可吸收性止血海绵材料,并添加氨甲环酸进行改性,探讨止血海绵材料性能和护理应用效果。结果显示,当止血海绵材料中添加氨甲环酸后,材料拉伸强度降低,抗压强度提高,提高幅度为9.10%,且材料表现出较小的细胞毒性和溶血率,生物相容性良好;添加氨甲环酸的止血海绵材料内源性、外源性血液凝固时间分别为17、14 s,材料凝血止血性能优异。经护理应用验证,含氨甲环酸止血海绵材料可以缩短患者止血时间,提高止血成功率和患者舒适满意度,临床护理应用效果良好。

关键词： 镁合金   增材制造   力学性能   耐蚀性   生物相容性  

摘要： 镁合金具有低密度、高比强度和比刚度、良好的阻尼减震性能和生物相容性等优点,被誉为“21世纪的绿色工程材料”。但镁合金相比于其他材料对热过程敏感,可加工性较差,传统成型工艺难以制造形状特别复杂的零件。金属增材制造技术是先进制造业中最具潜力和最有发展前景的制造技术,可以增加设计的自由度和制造的灵活性。采用增材制造制备复杂形状的镁合金拓扑优化结构件可同时实现材料轻量化和结构轻量化的极致轻量化效果,在航空航天和国防军工等领域具有广阔的应用前景。因此,本文综述了国内外镁合金增材制造研究现状,并对其未来发展进行了展望。