关键词： 3D打印   直写成型   氧化锆   力学性能   生物相容性  

摘要： 研究了应用于直写成型3D打印的低粘度、高固相氧化锆生物陶瓷浆料制备工艺,分析了分散剂含量和pH值对高固相氧化锆陶瓷浆料流变特性的影响,并对不同分散剂含量的陶瓷浆料的可打印性进行了分析。实验结果表明,分散剂聚丙烯酸钠含量为6%(质量分数)、pH值为8.5时,浆料的粘度低、固含量高、流动性好,满足直写成型工艺的要求且不易发生变形。坯体在1500℃烧结2 h后硬度为13.5 GPa,断裂韧性为4.2 MPa·m^(1/2),相对密度为97.7%。体外细胞毒性实验表明,义齿没有细胞毒性。与其他工艺相比,直写成型氧化锆生物陶瓷义齿可以满足人体口腔陶瓷义齿植入的物理和生物性能要求。

关键词： 显微组织   力学性能   微动腐蚀磨损   ZK60镁合金   激光喷丸强化  

摘要： 采用不同能量密度激光对ZK60镁合金进行喷丸强化处理,并对处理前后的试样进行模拟体液条件下的微动腐蚀磨损实验。测试试样的显微组织、残余应力、表面硬度、抗拉强度和耐腐蚀性,并分析其与微动腐蚀磨损行为的关系。结果表明,激光喷丸强化处理可使镁合金的微动腐蚀磨损体积降低73.4%。位错和孪晶引起的细晶强化作用和应变强化作用以及残余压应力提高了镁合金表面硬度、抗拉强度和耐腐蚀性,因而降低了微动腐蚀磨损。

关键词： AZ31镁合金   轧制温度   细化晶粒   第二相   耐磨性  

摘要： 对固溶后的AZ31镁合金,在不同轧制温度(200、300和400℃)下进行轧制,研究轧制温度对AZ31合金组织与耐磨性的影响。结果表明,AZ31合金经轧制后组织均发生了完全再结晶,晶粒明显细化,组织中第二相分布更加均匀、细小。随轧制温度的升高,轧制态合金的晶粒与第二相尺寸增大,细晶强化与弥散强化作用减弱,硬度降低,热稳定性、耐磨性能下降,磨损机制由磨粒磨损向粘着磨损转变。

关键词： AZ31镁合金   石墨烯   晶粒细化   腐蚀   模拟体液(SBF)  

摘要： 镁合金具有良好的生物相容性和降解性能,在生物医疗领域具有广泛的应用前景,但镁合金耐蚀性较差成为制约其推广应用的瓶颈。针对石墨烯纳米片(Graphene Nanoplatelets, GNPs)增强镁合金AZ31+xGNPs(x=0%、0.1%、0.3%、0.6%),开展了金相显微镜(OM)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)与能谱(EDS)、失重和电化学测试等实验,以探索石墨烯对镁合金AZ31在模拟体液(Simulate bodily fluids, SBF)中腐蚀性能的影响。结果表明,石墨烯(GNPs)的添加并未改变原有镁合金的物相,且细化AZ31镁合金晶粒,改善晶粒大小分布的不均匀性。随着石墨烯含量的增加,AZ31镁合金在SBF模拟体液中的重量损失减少,腐蚀速率降低,腐蚀电位升高,腐蚀电流密度降低。分析表明,石墨烯增强镁合金AZ31在SBF模拟体液中的耐腐蚀性能得到增强,且随着石墨烯(GNPs)含量的增加而增强。

关键词： 光固化   光固化生物3D打印   水凝胶   生物相容性   生物医学  

摘要： 生物3D打印是一种利用活细胞、生物分子和生物材料打印生物医学结构的增材制造方法.光固化生物3D打印利用光对生物墨水进行时空控制实现3D结构的精确构筑,具有高效、副产物少的特点,被广泛用于组织工程和再生医学领域.本文对光固化反应的化学原理、常用于光固化生物3D打印的天然、合成生物材料和光固化生物3D打印的工艺、前沿方法进行了总结,并介绍了各工艺在生物医药领域的相关应用,最后展望了光固化生物3D打印面临的问题和未来的发展方向.

关键词： 镁合金   压铸   砂型铸造   半连续铸造  

摘要： 随着国家国防安全及绿色智能制造快速发展,镁合金的应用越发广泛,因此先进的镁合金铸造技术尤为重要。鉴于此,对压铸、砂型铸造、半连续铸造等镁合金铸造方式进行阐述,并对各种方法的优缺点进行比较,其中压铸及砂型铸造主要应用于壳体构件,半连铸铸造应用最为广泛,具有更好的发展前景。

关键词： 轧制速度   炉卷轧机   高速轧机   轧制工艺   AGC系统   有色金属   镁合金   AZ31B  

摘要： 中铝郑州有色金属研究院有限公司于2022年中期成功地研发出3C用镁合金卷材高速轧制工艺,一卷质量1 t的AZ31B卷材,仅用不到20 min的时间就完成装料与轧制,试轧速度120 m/min。该生产线为中铝郑州有色金属研究院有限公司的第二条3C用镁合金薄带卷生产线,为炉卷轧机,卷材可通过加热炉保温-轧制,如此反复进行若干道次,最终轧到0.3~1.5 mm的带材。该线的最快轧制速度为150 m/min,带材最大宽度650 mm,配有AGC系统,自动化程度高。镁合金高速轧机的研发成功将大幅降低板带材生产成本,提高板材成品率,有利于镁合金板材生产实现连续化、规模化、工业化生产。

关键词： Cu-Mg合金   弹性吊索   冷压焊   失效分析   腐蚀疲劳  

摘要： 该文利用扫描电子显微镜和金相显微镜观察运行过程中断裂的铜镁合金弹性吊索样品微观形貌,对样品表面的腐蚀产物进行能谱仪分析,并通过铜镁合金冷压焊模拟试验,确定材料断口处的异常组织。结果表明,样品失效形式为腐蚀疲劳断裂,在循环工作应力和含S、Cl的腐蚀性介质的共同作用下,在冷压焊缝处出现点腐蚀和腐蚀疲劳裂纹,裂纹向材料内扩展至完全断开。建议在铜镁合金弹性吊索生产时应尽可能避免冷压焊或对冷压焊表面进行应力处理及防护的措施。

关键词： 聚己内酯   过氧化钙   微粒   理化特征   生物相容性   释氧量   成骨诱导   SD大鼠  

摘要： 目的:探究聚己内酯(PCL)包载过氧化钙(CPO)微粒的理化特征及生物相容性。方法:制备CPO/PCL微粒,并采用扫描电子显微镜和能谱仪分别观察并比较CPO、PCL和CPO/PCL三种微粒的微观形貌特点和元素分布情况。提取大鼠脂肪间充质干细胞并加入不同浓度的CPO和CPO/PCL微粒(0.10%、0.25%、0.50%、1.00%),检测各组微粒的氧气和过氧化氢释放量。在缺氧/常氧环境下,加入以上不同浓度CPO/PCL微粒,给予细胞正常培养或成骨分化培养,实时逆转录聚合酶链反应检测碱性磷酸酶(ALP)、Runt相关转录因子2(RUNX2)、骨桥蛋白(OPN)和骨钙素(OCN)基因表达。随后,将1.00%CPO/PCL微粒注射于SD大鼠皮下,于7、14 d时采用苏木精-伊红染色(HE染色)和免疫组织化学染色观察微粒注射后组织的病理学变化和免疫细胞变化情况。结果:CPO微粒为多边形结构,PCL微粒呈小球状塑料粒子的状态,CPO/PCL微粒为块状晶体结构。能谱仪下CPO微粒出现明显的钙元素映射,CPO/PCL微粒表现为明显而均匀分布的钙元素映射,而PCL微粒则无该表现。CPO/PCL微粒氧气和过氧化氢的起始释放浓度均小于CPO组,且释氧维持时间较长。缺氧、成骨分化培养和正常培养条件下,CPO/PCL微粒浓度越大,Alp、Runx2、Ocn和Opn基因表达水平越高,并在成骨分化培养下更明显(均P<0.05)。微粒注射7 d时,注射部位周边肌肉组织纤维呈分散状,分布紊乱,大小粗细不一致,可见明显的血管充血,间隙增宽,间质轻度充血,局部水肿、炎症细胞浸润,部分组织呈大面积空泡化;微粒注射14 d时,注射部位周边肌肉组织和微粒植入部位组织纤维排列较为整齐,间隙大小未增厚,可见稍许充血,局部炎症细胞浸润,微粒植入部位组织局部可见明显空泡化现象,但空泡化较7 d时明显改善。微粒注射7 d时周边肌肉组织中CD3和CD68阳性细胞表达显著增多(均P<0.01),整体呈大面积分布密集表达;注射14 d时,周边肌肉组织和微粒植入部位组织中CD3和CD68阳性细胞数较注射7 d时减少(均P<0.01)。结论:CPO/PCL微粒植入组织后具有较好的释氧性、较小的组织损伤、较佳的生物相容性。

关键词： 铝合金   镁合金   电阻点焊  

摘要： 采用电阻点焊对铝合金A6061与镁合金AZ31B进行了焊接,并针对异种金属焊接特点,在两者焊接过程中添加锡金属层以调控接头性能。利用扫描电镜及拉伸机等设备对所得接头的组织、性能进行观察、检测。研究了电阻点焊三大工艺参数(焊接电流、时间及电极压力)对A6061/Sn/AZ31B接头中熔核的形貌及接头力学性能的影响。结果表明:镁合金侧的熔核边界区域生成了Al_(12)Mg_(17)柱状晶反应层(约10μm),铝合金侧的熔核边界区域生成了Al_(3)Mg_(2)和(Al)的共晶组织层(约3.5μm);随以上工艺参数的增大,A6061/Sn/AZ31B接头的抗剪载荷均先增大,达到最大值然后减小;且当焊接电流为30 kA、焊接时间为20 cyc、电极压力为2.1 kN时接头的抗剪载荷达到最大,约4.6 kN。