关键词： 手性Cu_(2-x)Se纳米材料   光热效应   催化   抗菌活性   生物相容性  

摘要： 利用手性半胱氨酸(L-/D-Cys)和铜的配位作用,设计合成了具有良好光热转换效率和类过氧化物酶活性的手性Cu_(2-x)Se纳米材料。其能够高效地催化过氧化氢分解生成羟基自由基等活性氧(ROS)而发挥杀菌作用。在光热效应促进下,Cu_(2-x)Se有效地增强了ROS的产生。抗菌实验结果表明,低浓度(10μg/mL)的Cu_(2-x)Se可抑制细菌生长,并且在表面手性修饰后,在过氧化氢和近红外激光共同处理下,L-/D-Cu_(2-x)Se抗菌体系对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌活性几乎达到了100%,均表现出显著的抑菌活性。本研究通过手性修饰的方式优化了活性氧类抗菌剂Cu_(2-x)Se的杀菌效果,拓展了新型手性抑菌材料的应用,对设计研发新型多功能的纳米抗菌剂具有参考价值。

关键词： 镁合金   退火   径向锻造   晶粒长大   组织均匀性  

摘要： 目的通过研究径锻AZ61镁合金棒材在后续退火处理时的晶粒长大和组织均匀性演变行为,构建等温条件下径锻AZ61镁合金晶粒长大模型,总结径锻镁合金退火后组织均匀性演变规律,为此棒材后续热处理工艺的制定提供理论借鉴和指导。方法基于系统的等温正交退火试验,量化统计各退火条件下样品组织的平均晶粒尺寸和晶粒尺寸分布,分析径锻AZ61镁合金棒材的晶粒长大行为和组织均匀性演变规律。结果退火后,径锻AZ61镁合金组织中晶粒趋于长大。在250~300℃温度区间内,晶粒长大速度较为缓慢。随着退火温度的升高,晶粒长大速率随之上升,尤其是退火温度升高到450℃以后,晶粒长大速率显著增大。当退火温度一定时,退火起始30 min内,晶粒快速长大。在之后的长时间退火过程中,晶粒长大速度逐渐放缓。同时,随着退火的进行,锻后样品中存在的超细晶条带状组织逐渐消失,样品组织均匀性显著提高。结论通过研究晶粒长大现象构建的等温条件下径锻AZ61镁合金晶粒长大模型与试验结果拟合良好。结合组织均匀性演变规律,径锻AZ61镁合金退火后的组织状态能够被很好地预测。

关键词： 3D打印   熔融沉积型   聚醚醚酮   羟基磷灰石   复合材料   生物相容性   椎间融合器   小鼠前成骨细胞  

摘要： 背景:聚醚醚酮材料具有稳定的物理、化学、力学性质,辐射透明性及与人体骨骼相似的弹性模量等优点,但存在着生物惰性的问题,限制了其在临床中的应用。目的:评价熔融沉积型3D打印技术制备聚醚醚酮/羟基磷灰石复合材料的生物相容性。方法:以聚醚醚酮、聚醚醚酮/羟基磷灰石(羟基磷灰石质量分数为10%)丝材为原料,应用熔融沉积型3D打印技术分别制备聚醚醚酮材料(对照组)、聚醚醚酮/羟基磷灰石复合材料(实验组)。将第3代小鼠前成骨细胞MC3T3-E1分别与两组材料浸提液共培养,以单独培养的细胞为阳性对照,通过Live/Dead荧光染色和CCK-8实验检测细胞的存活与增殖情况;将第3代小鼠前成骨细胞MC3T3-E1分别接种于两种材料表面,利用扫描电镜观察MC3T3-E1细胞在材料表面的黏附生长、增殖情况。结果与结论:①Live/Dead荧光染色显示,MC3T3-E1细胞在两组材料浸提液中生长良好,细胞活力良好,细胞存活率在90%以上,说明两种材料均无明显细胞毒性,随着培养时间的延长,细胞增殖良好;②CCK-8实验结果显示,两种材料无明显的细胞毒性,其中实验组培养3,5,7 d的细胞增殖吸光度值大于阳性对照组、对照组(P<0.05);③扫描电镜下可见,接种第1天时,MC3T3-E1细胞在两组材料表面黏附生长,细胞铺展良好,其中以实验组细胞分泌的基质较多;第3天时,黏附于两组材料表面的细胞增多,同时分泌更多的基质,其中以实验组材料表面黏附细胞数量及基质分泌更多;第7天时,两组材料表面出现细胞重叠生长现象,实验组材料上细胞铺展生长、分泌基质的效率更高;④结果表明,3D打印制备聚醚醚酮/羟基磷灰石复合材料具有良好的生物相容性。

关键词： 镁合金板材   两步升温热轧   非基面滑移   剪切带   织构   成形性能  

摘要： 采用两步梯度升温轧制工艺对AZ31镁合金板材进行轧制,探究轧制过程对镁合金板材显微组织织演化、各向异性及成形性能的影响。第I步轧制在300℃开展,其每道次压下量为15%;第II步轧制在550℃进行,其每道次压下量为40%。经过共4道次轧制后,最终获得厚度为1 mm的镁合金薄板。结果显示,第I步低温轧制过程不更换轧制方向时,试样中生成大量剪切带;而更换轧制方向时,组织内部主要为孪晶和再结晶晶粒。随着II步轧制温度的升高,由于动态再结晶急剧激发,剪切带数量及尺寸逐渐减小,晶粒明显细化。根据IGMA分析得出,非基面滑移,特别是棱柱面滑移活动增强。轧制退火后的AZ31镁合金薄板的力学性能得到提高,各向异性减小,冲压成形性能得到明显改善。

关键词： LPSO相   Mg-Y-Zn-Zr合金   微观组织   力学性能  

摘要： 采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、透射电镜、电子拉伸实验机等研究了铸态Mg-10Y-xZn-0.5Zr(x=1,1.5,2(%,质量分数))合金的微观组织和力学性能。结果表明:铸态Mg-Y-Zn-Zr合金组织主要由α-Mg,LPSO相和W相组成,其中LPSO相的化学式为Mg_(12)YZn,W相的化学式为Mg_(3)Zn_(3)Y_(2)。LPSO相主要呈块状或层片状,随着Zn含量的增加,块状LPSO相体积分数逐渐增多,同时合金的屈服强度逐渐增加。当Zn含量为2%时,LPSO相形貌表现出以块状相为主,铸态Mg-10Y-2Zn-0.5Zr合金具有最佳的综合力学性能,其屈服强度、抗拉强度和延伸率分别为123.9,206.2 MPa和12.06%。块状LPSO相体积分数的增加是合金力学性能提高的主要原因。

关键词： 生物相容性   表面改性   内皮细胞化技术   表面肝素化   血液相容性  

摘要： 生物材料是一个发展十分迅速的领域,良好的生物相容性是生物材料必须满足的基本要求,生物相容性主要指材料的组织相容性和血液相容性。主要概述了生物医用材料的种类和提高生物相容性的方法,包括人工血管内皮细胞化技术、离子束改性技术、自组装单分子层膜技术和材料表面肝素化技术等。材料表面改性,不仅能改善其生物相容性,还能提高其有关物理性能。目前常用的生物相容性的评价方法包括四甲基偶氮唑盐微量酶反应比色法、细胞培养法、测血小板法等。提高生物医用材料的应用效果,并大力发展这一新高科技产业,将具有重要的民生和社会意义。

关键词： 石墨烯基多功能涂层   镁合金   应用   进展  

摘要： 镁及其合金具有优良的物理和机械性能,使其可用于最重要的工业应用,如航空航天、汽车、生物医学和电子产品,然而耐腐蚀性差的特性限制了其应用。石墨烯及其衍生物的二维原子结构和优异性能可以实现传统材料的表面功能化,成为智能多功能涂层。重点阐述了耐蚀耐磨一体化涂层、耐腐蚀超疏水一体化涂层、耐腐蚀自修复涂层等3类石墨烯基多功能涂层在镁合金表面防护中的研究情况。

关键词： 镁合金   微弧氧化   ZrO_(2)   复合膜层   耐蚀性  

摘要： 镁合金耐蚀性差,极大限制了其在易腐蚀环境中的应用。微弧氧化能够在镁合金表面制备一层类陶瓷氧化膜,能有效提高其耐蚀性。受微弧氧化成膜机理的影响,膜层中往往存在大量孔洞和裂纹;并且通常氧化膜主要由MgO组成,在潮湿或酸性环境中会吸水或溶解,导致膜层的耐蚀性不理想。将具有优良化学稳定性和高硬度的ZrO_(2)引入镁合金微弧氧化膜中,获得主要由ZrO_(2)构成或含ZrO_(2)的氧化膜,同时减少膜层中缺陷,能够提高其对镁合金基体的保护效果。从镁合金微弧氧化电解液、电参数、两步微弧氧化工艺及与其他表面处理技术相结合的4个方面概述了含ZrO_(2)微弧氧化复合膜层的制备工艺、成膜机制及耐蚀性等方面研究的进展,同时分析了各自存在的问题及不足。未来有必要优化制备含ZrO_(2)微弧氧化膜的电解液的组成,以保证其稳定性和有效性,并明确使用过程中电解液各成分的消耗和补充规律。进一步研究两步微弧氧化工艺,获得对镁合金基体有更好保护作用的复合膜层。探索将微弧氧化与其他表面处理技术相结合,综合利用2种技术及膜层的优点。根据ZrO_(2)在不同温度下的结构变化,可以进一步分析微弧氧化过程中的温度场分布和膜层形成机理。

关键词： 镁合金   微弧氧化   K_(2)ZrF_(6)   EDTA-Na   交互作用   耐蚀性  

摘要： 在磷酸盐电解液体系中于AZ91D镁合金表面制备微弧氧化膜层.基于正交实验研究添加剂K_(2)ZrF_(6)和EDTA-Na、电压及其交互作用对膜层的影响.通过TT260数字式涡流测厚仪、SEM和XRD检测膜层厚度、微观形貌及物相组成.采用HNO_(3)点滴实验评价膜层在酸性介质中的耐蚀性能.结果表明:K_(2)ZrF_(6)、EDTA-Na、电压及其交互作用对膜层厚度和耐蚀性影响不同.电压对膜层厚度和耐蚀性的影响非常显著,随电压升高,膜层厚度和耐蚀性均明显增加.K_(2)ZrF_(6)单独对膜层厚度没有显著影响,对耐蚀性存有一定的影响.EDTA-Na单独对膜层厚度和耐蚀性无显著影响.而K_(2)ZrF_(6)与电压间存在着显著的交互作用.最终使得在高浓度的K_(2)ZrF_(6)、高浓度的EDTA-Na和高电压搭配时,可获得综合性能更优异的膜层.

关键词： 变形镁合金   表面换热系数   水浴淬火   集中热容法   数值模拟  

摘要： 表面换热系数作为淬火数值模拟过程的重要边界条件,其求解精度直接影响温度场、热应力场的演变规律。实验通过设计矩形淬火探头并进行单面水浴淬火,根据热电偶记录的温降数据,采用改进的集中热容法对Mg-Gd-Y-Zr-Ag变形镁合金进行表面换热系数的求解。研究结果表明:表面换热系数呈现先增大后减小的趋势且水浴淬火过程存在蒸汽膜沸腾阶段、二次形核阶段以及对流换热阶段3个阶段,在第27秒时表面换热系数达到峰值2496.31 W/(m^(2)·℃),此时淬火面温度为211℃。用此方法计算得到的随温度变化的换热系数以列表的形式代入Abaqus有限元模型的相互作用模块,同一深度处仿真温度与实测温度最大相对误差为15%,平均相对误差仅为6%;采用K-S双样本分布检验对仿真与实验的温度曲线进行分布检验,在合适的显著性水平下4个样本的统计量均不在拒绝域内,验证了改进的集中热容法用来求解水浴淬火过程中表面换热系数的正确性。