关键词： 热辊轧制   AZ31镁合金   有限元   温度   变形均匀性  

摘要： 利用热-力耦合有限元法分析不同工艺参数对热辊轧制AZ31镁合金常温带材过程温度及变形规律,并开展免道次间退火的多道次热辊轧制带材实验和组织性能测试。结果表明:热辊轧制能够实现轧件温升与轧制变形同步进行。在接触换热和热传导作用下,带材表面与心部温差先增加后减小。入口厚度、辊面温度及压下率增加和轧制速度降低使得带材温升更为显著。带材表面和心部的应变速率差呈周期性上下波动,减小入口厚度和轧制速度有利于变形均匀性调控,辊面温度为300~400℃、轧制速度0.01~0.1 m/s、单道次压下率20%~30%的条件有助于改善温度和变形均匀性。多道次热辊轧后,带材组织内存在小于1μm的超细晶晶粒,平均晶粒尺寸约为2~3μm;带材最大伸长率约为30.7%,抗拉强度达到372 MPa,力学性能较优。

关键词： 微流控技术   水凝胶   微球   海藻酸钠   生物相容性  

摘要： 对海藻酸钠(SA)进行氧化,并利用碳二亚胺法使其接枝细胞黏附肽,制得改性海藻酸钠(ROSA)。以ROSA为原料,采用微流控技术可控制备单分散性良好的水凝胶微球。利用倒置光学显微镜、激光共聚焦显微镜等对微球表面形貌及生物相容性进行表征。结果表明:制备出的海藻酸钠微球粒径均一、结构规整,在体外环境4周内完全降解,可有效控释负载的重组人骨形态发生蛋白-2(rhBMP-2),易与细胞黏附,生物相容性良好。

关键词： 智能材料   明胶   单宁   四硼酸钠   双醛纳米纤维素   多重氢键   自愈合水凝胶   生物相容性  

摘要： 针对水凝胶存在力学性能差、受损后性能难以恢复导致使用寿命短,以及有毒交联剂的使用带来生物相容性差的问题,以明胶(Gel)为基质,双醛纳米纤维素(DNCC)为增强相,通过动态亚胺键形成第一重交联网络,并引入单宁(Ta)和四硼酸钠(Borax)形成多重氢键和动态硼酸酯键,基于动态共价键和氢键协同制备了具有三重交联网络的生物相容性纳米纤维素自愈合Gel/DNCC/Borax/Ta水凝胶,并对其结构和性能进行表征。结果表明:Gel/DNCC/Borax/Ta水凝胶具有良好的热稳定性、柔韧性及可注射性,相比于Gel/DNCC水凝胶,其力学性能和胶体黏弹性明显提高,断裂强度从0.138 MPa增加到0.353 MPa,增加了155.7%,储能模量从960 Pa升高到1 550 Pa,提升了61.4%;室温环境下,无需外界刺激,受损的水凝胶能够在1 h内快速愈合,愈合效率达到98%;经质量分数0.5%的明胶纤维素复合物浸提液处理72 h后,成纤维细胞凋亡率小于5%,表明Gel/DNCC/Borax/Ta水凝胶具有良好的生物相容性。

关键词： AZ31镁合金   薄壁管   热油恒温胀形   成形温度  

摘要： 利用Dynaform有限元模拟和成形实验相结合的方式,研究AZ31镁合金薄壁管在热油恒温条件下的胀形性能,并探索一种适合镁合金薄壁管热油胀形的工艺。结果表明,在管材厚度2 mm和推头力4 kN条件下,成形温度200℃能获得破裂倾向小,成形状态良好,胀形区直径为29.1 mm的成形件。模拟的成形规律与实验结果吻合度较高。

关键词： 镁合金   热处理   显微组织   力学性能  

摘要： 主要研究了固溶处理工艺和时效热处理工艺对VW63合金组织及力学性能影响规律,结果表明:固溶处理可以使晶界处粗大的Mg5(Gd,Y)共晶相回熔到基体中,减少裂纹萌生源,可提升塑性。时效处理产生大量晶内第二相,有效阻碍了基面位错滑移,屈服强度和抗拉强度大幅提升,分别达到247MPa和314MPa。

关键词： 镁合金   单向拉伸   流动应力   变形温度   应变速率  

摘要： 使用Gleeble-3800热模拟试验机在25~400℃温度范围内对AZ91D镁合金薄板拉伸试样以3种不同的应变速率分别进行了单向拉伸实验,研究了应变速率和温度对AZ91D镁合金薄板主要力学性能的影响,并分析了拉伸试样在不同温度下的断口形貌特征。研究结果表明:材料的流动应力会随着应变速率下降和温度上升而逐渐减小;在25~200℃温度范围内,流动应力下降并不明显,而当温度升高到250~400℃时,流动应力下降比较明显,并且当温度升高到350℃以上,材料出现了明显的稳态流动现象;当温度较高时,流动应力对应变速率的改变很敏感,流动应力随应变速率的降低显著降低;材料在高温时具有较好的塑性,材料的断裂方式为很明显的韧性断裂。

关键词： 镁合金   微弧氧化   有机材料   复合涂层   演进方向  

摘要： 医用镁及镁合金过快的降解速率严重缩短了其有效服役时间,过高的析氢速率引发局部炎症,束缚了其临床应用前景。微弧氧化(MAO)/有机复合涂层良好的抑蚀降析性能,在医用镁及镁合金表面改性领域展现出巨大的应用潜力。首先,从有机材料(植酸(PA)、壳聚糖(CS)、硬脂酸(SA)、多巴胺(DA)、聚乳酸-乙醇酸共聚物(PLGA)、聚乳酸(PLA)、聚已内酯(PCL))自身的组织及性能特征入手,分析了单一有机涂层提高镁及镁合金耐蚀性的作用机理,并指出单一涂层自身的性能弱点(单一MAO涂层微孔和裂纹的不可避免,单一有机涂层与镁合金结合强度低,易于剥落)限制了对镁合金降解保护效能。其次,从结合强度、耐蚀性、多功能性(生物安全性、生物相容性、诱导再生性、抑菌抗菌性、载药缓释性等)的角度,详细阐述了各MAO/有机复合涂层的结构特点、优势特征。在此基础上,明确指出以MAO/PCL(MAO/CS)复合涂层为基底涂层,通过PCL(CS)涂层与其他涂层的交叉组合,是实现医用镁合金植入材料的生物活性及多功能性的最佳路径。最后,对镁合金MAO/有机复合涂层的演进方向进行了科学展望。

关键词： 聚(3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯)   掺锶羟基磷灰石   3D打印   人工骨   骨修复  

摘要： 为了促进骨缺损的快速修复,文章利用3D打印技术制造了不同掺锶羟基磷灰石(SrHA)含量的具有多孔隙结构的聚(3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯)/掺锶羟基磷灰石(P34HB/SrHA)人工骨修复支架,并研究了SrHA含量对复合支架流变性能、体外降解性能和促成骨活性的影响。结果表明:SrHA含量为0~20%时,P34HB/SrHA复合材料的表观黏度随着SrHA含量的增加而逐渐降低,SrHA显著提高了P34HB的可打印性能。3D打印P34HB/SrHA复合支架均具有规则的外观和规整的内部孔隙结构,SrHA在P34HB基体中能够均匀分散。当SrHA含量为20%时,P34HB/SrHA复合支架的压缩强度与P34HB支架相比增加了83.1%,力学性能得到提升。P34HB/SrHA复合支架随着时间的延长而逐渐降解,降解率与SrHA的含量成正比。与P34HB支架相比,P34HB/SrHA复合支架的pH值为7.4±0.1,SrHA在降解过程中起维持pH值稳定的作用。P34HB/SrHA能够促进细胞的增殖和分化,具备较好的成骨诱导活性。

关键词： 电弧熔丝增材制造   镁合金   析出相   孪晶   耐磨性能  

摘要： 采用电弧熔丝增材制造工艺(WAAM)制备了3种不同MgAl相含量的镁合金—WAAM AZ31,AZ61和AZ91,采用OM、SEM和EBSD观察了磨痕表面及亚表面的磨痕形貌,对比研究了3种WAAM镁合金的滑动磨损行为。研究表明:基于磨痕表面的犁沟,磨损过程中材料的流失主要源自微切削。与此同时,在磨痕亚表面基体层上方形成了一层富含孪晶和小角晶界的形变层。所以,镁合金的耐磨损性能受形变层和析出相综合作用影响。因此,虽然AZ61的基体硬度和MgAl相含量较AZ31分别提升10.8%(1.02→1.13 GPa)和77.8%(1.8%→3.2%),但由于形变层硬度的减小(1.61→1.51 GPa),所以耐磨性能仅提升4.2%(1.41→1.35 mm~3)。相应的,虽然AZ91的基体硬度和MgAl相含量较AZ61仅分别提升13.7%(1.13→1.28 GPa)和28.1%(3.2%→4.1%),但由于形变层硬度略微减小(1.51→1.50 GPa),所以耐磨性能显著提升26.7%(1.35→0.99 mm~3)。MgAl相能抑制孪晶的形成导致形变层硬度随MgAl相含量增加而减小。

关键词： 多中心临床试验   3D打印   骨钉   生物相容性   可降解镁合金  

摘要： 近日,在上海交通大学医学院附属第九人民医院3D打印创新研究中心,可降解涂层镁合金接骨螺钉启动多中心临床试验,预计将招募超过170名患者,植入体内半年左右进行跟踪随访,符合相关条件后,产品有望在1~2年后上市应用。“我们用外科手术治疗骨折,已经有100多年历史。过去,骨内材料以不锈钢为主,植入人体后会释放有毒离子,与人体长期生物相容性差,不宜在人体内长期使用,两三年后,患者往往要进行第二次手术取出骨钉,这给患者带来很大的痛苦。”