关键词： 变形镁合金   热压缩   本构方程   热加工图   织构弱化  

摘要： 为研究Mg-10Gd-3Y-0.6Zr-1Ag(Mg-Gd-Y)镁合金的热变形行为,在MMS-200热压缩模拟试验机上进行热压缩试验。热压缩试验参数分别如下:变形温度623 K、673 K、723 K、773 K,应变速率0.001 s^(-1)、0.01 s^(-1)、0.1 s^(-1)、1 s^(-1),对其热压缩真应力-真应变曲线进行分析,构建该合金的流变应力本构方程,并建立峰值应力下的热加工图,通过电子背散射衍射(Electron backscatter diffraction,EBSD)技术分析该合金热变形后再结晶及织构的演变规律。结果表明,该合金具有连续的动态再结晶特征,且流变应力随应变速率增大和变形温度减小而升高;通过双曲正弦函数修正的Arrhenius关系计算出其变形激活能Q=181.08kJ/mol,应力指数n=4.3313;通过热加工图的分析确定其在T=390~500℃,ε=0.001~0.03s^(-1)参数范围内最适合热加工;EBSD检测结果表明在较高的变形温度以及较低的应变速率下变形时,再结晶更充分,合金的织构更弱。

关键词： 镁合金   轧制路径   成形性   显微组织   力学性能  

摘要： 采用金相显微镜、X射线衍射仪、拉伸试验机和扫描电镜等,研究了4种不同轧制路径对Mg-1.2Al-0.4Ca-0.3Mn-0.3Zn镁合金板材成形性、微观组织和力学性能的影响。结果表明,轧制路径对Mg-1.2Al-0.4Ca-0.3Mn-0.3Zn镁合金板材的成形性、显微组织和力学性能都有影响,通过RD+TD多道交叉轧制得到的板材成形性最佳,无边裂产生;相较于单向多道次轧制,板材经多道次交叉轧制后晶粒细化明显,组织趋于均匀,基面织构强度也从9.680降至6.111,并且板材各向异性有显著弱化,塑性得到提升,沿轧制方向伸长率为19%。

关键词： 抗生素骨水泥   载抗生素硫酸钙人工骨   慢性骨髓炎   应用效果  

摘要： 目的分析抗生素骨水泥联合载抗生素硫酸钙人工骨在慢性骨髓炎治疗中的应用效果。方法选取2020年2月-2021年5月在河北省沧州中西医结合医院治疗的120例慢性骨髓炎患者,随机分为对照组和研究组,各60例。对照组采用载抗生素硫酸钙人工骨治疗,研究组采用抗生素骨水泥、载抗生素硫酸钙人工骨结合治疗。检测2组肿瘤坏死因子-α(Tumor necrosis factor-α,TNF-α)、白细胞介素-1(interleukin-1,IL-1)、骨形态发生蛋白-2(Bone morphogenetic protein-2,BMP-2)、血常规情况、临床相关因素、疼痛程度表达情况变化。结果治疗后,2组TNF-α、IL-1、白细胞计数(white blood cell,WBC)、中性粒细胞(NEU)、红细胞沉降率(ESR)、视觉模拟评分法(Visual Analogue Scale,VAS)评分表达下降,BMP-2水平上升,且研究组较对照组改善更明显(P<0.05);与对照组相比,研究组手术时间、伤口复原、伤口拆线时间、住院时间均降低(P<0.05);研究组治疗总有效率高于对照组(P<0.05)。结论抗生素骨水泥、载抗生素硫酸钙人工骨联合治疗患者的慢性骨髓炎获得较良好的治疗效果,能有效改善患者疼痛感,缓解机体炎性水平,减少不良因素出现概率,为临床治疗开拓了新形式。

关键词： 材料   双光子聚合   水凝胶   生物相容性   微结构   细胞支架   组织工程  

摘要： 双光子聚合加工技术是基于双光子吸收效应的一种新型的微纳制造技术,已被广泛应用于微纳光子学、微机电系统、组织工程等领域。采用双光子聚合加工技术制备的3D水凝胶微结构形貌可控,而且具有高精度、适当的刚度以及良好的生物相容性等优势,可以更好地在体外模拟体内微环境,因而在生物医学领域展现出了巨大的应用潜力。本文简要介绍了双光子聚合加工技术的原理,综述了水溶性光引发剂的研究进展,着重介绍了双光子聚合加工技术制备水凝胶的研究现状及其在仿生学、生物医学等领域的应用。

关键词： 脊柱结核   3D打印   人工骨   PaMZ   体内缓释  

摘要： 目的:评估3D打印的载普托马尼(Pa)、莫西沙星(M)、吡嗪酰胺(Z)组合抗结核药物(PaMZ)和骨形态发生蛋白-2(bone morphogenetic protein-2,BMP-2)的纳米羟基磷灰石(nano-Hydroxyapatite,nHA)抗结核人工骨在体内的成骨效果及药物缓释性能。方法:取40只新西兰兔,随机分为4组,每组10只,构建脊柱骨缺损模型。其中A组植入载PaMZ/BMP-2的nHA人工骨(实验组);B组植入空白nHA人工骨(阴性对照组);C组植入自体髂骨(阳性对照组);D组不植骨(空白组)。观察动物一般情况,监测体温、体重、肝肾功能;术后4、8、12周行螺旋CT三维重建观察骨缺损修复情况,并进行CT-Hedberg评分;术后8、12周行组织大体观察及植入物-骨缺损界面组织病理学观察。取SD大鼠100只,随机分为2组,实验组植入载PaMZ/BMP-2的nHA人工骨,对照组植入空白nHA人工骨,采用高效液相色谱法分别检测材料周围肌肉组织和血浆中术后不同时间点的药物浓度。结果:所有动物模型构建成功,无切口感染、死亡等情况发生。兔模型中各组动物的体温、体重及肝肾功能指标正常,组间比较均无统计学差异(P>0.05);CT-Hedberg评分显示在术后4、8、12周时,A组与C组相比均无统计学差异(P>0.05),其余各组间在不同时间点相比均存在统计学差异(P<0.05)。大体标本显示12周时A组人工骨完全被新骨包埋或替代,但B组仍有部分人工骨裸露。对植入物-骨缺损界面的骨小梁总面积定量分析显示在术后8、12周时,A组和C组相比无统计学差异(P>0.05),其余各组间相比均有统计学差异(P<0.05)。SD大鼠模型对照组未测出药物成分,实验组Pa、M、Z三种药物在局部组织中均能缓释至少84d,血药浓度在植入载药人工骨后的初始时间点未测出,随后测得结果远低于局部组织药物浓度,二者具有正相关关系。结论:载PaMZ/BMP-2的nHA人工骨在体内具有良好的成骨性能,修复脊柱骨缺损的效果与自体髂骨相当,优于单纯的nHA人工骨支架;其在体内的缓释性能满意,血药浓度远低于局部组织药物浓度。

关键词： 医用镁合金   金属有机骨架材料   壳聚糖   耐腐蚀性   抗菌性  

摘要： 采用水热法合成了Mg-MOF-74粉末,通过化学转化法及浸涂法在AZ31B镁合金表面制备了MgF_(2)/Mg-MOF-74@壳聚糖复合涂层。采用X射线衍射和扫描电镜分析了Mg-MOF-74粉末及复合涂层的微观结构和表面形貌;通过电化学实验以及析氢实验等方法探究了复合涂层的耐腐蚀性;通过抗菌实验测试了复合涂层的抗菌性能。实验结果表明:相比于MgF_(2)/壳聚糖涂层镁合金,由于Mg-MOF-74粉末的掺杂,MgF_(2)/Mg-MOF-74@壳聚糖复合涂层镁合金的两个容抗弧曲率半径均明显增大,腐蚀电流降低了1个数量级,腐蚀电位增加了0.131 V,在模拟体液中浸泡7 d后的析氢量也相对减少约一半,改善了镁合金的耐腐蚀性能;MgF_(2)/Mg-MOF-74@壳聚糖涂层镁合金相比MgF_(2)/壳聚糖涂层镁合金,抗菌率从78%提高到94%,说明Mg-MOF-74粉末能进一步提高镁合金的抗菌性能。

关键词： WE43镁合金   复合处理   力学性能  

摘要： 以WE43镁合金为对象,采用OM、SEM、XRD、EDS及万能拉伸试验机等手段,研究了Zn添加量为1.2%时和在此基础上添加0~0.25%的Sr对合金的凝固组织及力学性能的影响。结果表明,经加入Zn、Sr处理后,WE43镁合金的初生相形貌无明显变化,仍为等轴晶。单一添加1.2%的Zn和Zn、Sr复合处理均能明显地细化晶粒;当Zn含量为1.2%,在Sr添加量为0~0.25%范围内,随着Sr含量增加,合金的晶粒尺寸先减小后增大,在Sr含量为0.15%时最低,为37.3μm,相较于基体和单一添加1.2%的Zn时,分别细化了41.3%和29.4%。经单一添加Zn和Zn、Sr复合处理后,合金中会产生新相Mg_(12)YZn(LPSO)相,且Zn含量为1.2%,当Sr含量从0增加到0.15%时,合金中的衍射主峰强度逐渐增强。单一添加1.2%的Zn和Zn、Sr复合处理均能明显提高合金的强度;当Zn含量为1.2%时,在Sr添加量为0~0.25%范围内,随着Sr含量增加,合金的抗拉强度先增大后减小,在Sr含量为0.15%时,达到最高204.05 MPa,相较于基体和单一添加1.2%的Zn时,分别提高了26.8%和6.5%,但其伸长率有所降低。

关键词： 镁合金   增材制造   宏观成形   缺陷控制   组织性能  

摘要： 镁合金作为目前可应用的最轻质金属结构材料,具有高比强度和比刚度、易于回收再利用等优点,有助于实现工业领域的轻量化。增材制造作为新兴的先进制造技术,相比于传统制造,具有制造效率高、性能优良、可成形复杂结构等优点,开展镁合金增材制造技术研究具有迫切的需求和广阔的应用前景。本文针对激光选区熔化、电弧增材制造、搅拌摩擦增材制造三种主要的镁合金增材制造技术,从宏观成形特征、制造缺陷控制和组织性能特点三个方面对近年来的研究成果进行了总结与分析,并对模拟分析、过程控制和热源调控等镁合金增材制造控形控性未来研究方向进行了展望。

关键词： 三向单次冲击   镁合金   织构   孪生   退孪生  

摘要： 对变形态AZ31镁合金进行温度为400℃、冲击气压为0.6 MPa的三向单次冲击,分析了三向单次冲击载荷下的变形机制、组织和织构演变规律。结果表明,三向单次冲击过程中主要发生孪生和再结晶,其中第2向冲击时发生退孪晶现象;第1向冲击时的主要变形机制为二阶锥面滑移和拉伸孪生,第2向冲击时拉伸孪生被棱柱面滑移替代,第3向冲击时主要变形机制为二阶锥面滑移、拉伸孪晶和棱柱面滑移。经过第1向冲击后,主要的织构组分仍然保持初始织构的{0001}<10-10>和{0001}<2-1-10>织构组分,由于发生孪生,基面组分极密度弱化,且增强了{01-10}<0001>织构组分,第2向冲击后,主要织构组分保持不变,由于发生退孪生,基面组分极密度增加,第3向冲击后,孪生和再结晶引起织构组分变为以{01-10}<2-1-10>为主,同时形成c轴偏离ND的弱织构。

关键词： 钨酸钠   ZM5镁合金   微弧氧化   陶瓷膜   耐蚀性  

摘要： 研究硅酸盐电解液体系中的钨酸钠含量对ZM5镁合金微弧氧化膜层结构和性能的影响。使用扫描电子显微镜、EDS能谱仪、X射线衍射仪、电化学工作站分别对ZM5镁合金微弧氧化膜层的微观形貌、元素组成、晶相结构、电化学性能进行测试分析,使用膜层测厚仪、粗糙度检测仪、维氏硬度仪、游标卡尺、分析天平对不同含量钨酸钠处理后的膜层厚度、粗糙度、显微硬度、外延生长率、质量增重进行测试。结果表明,膜层微观形貌上有微孔和微裂纹,膜层元素组成为Mg、O、Si、F、Na、W、K,膜层相结构组成为MgO、MgF_(2)和K_(2)MgF_(4)。随着钨酸钠含量的增加,膜层外观由白色变为灰色,膜层厚度无明显规律为(20~26)μm,膜层粗糙度增加,外延生长率不变约为70%,膜层致密度和显微硬度增加,W元素含量先增加后减少,陶瓷相结构中MgO的比例降低而MgF_(2)的比例增大,耐腐蚀性能先增加后减小,当钨酸钠含量为3 g/L时,膜层耐蚀性最强。