关键词： AZ31镁合金   电化学行为   腐蚀   表面形貌  

摘要： 利用电化学测试评价了挤压态AZ31镁合金板材的耐腐蚀性能,对比研究了挤压态AZ31镁合金板材ED-ND面和TD-ND面(ND、TD、ED分别为厚度、宽度、挤压方向)在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为。结果表明:挤压态AZ31镁合金板材TD-ND面的晶粒尺寸更加细小,挤压态AZ31镁合金板两个面上的腐蚀均是从局部丝状腐蚀逐渐转变为点蚀;与ED-ND面的对比,TD-ND面的腐蚀产物分布更均匀、致密,TD-ND面的自腐蚀电位为-1.31 V,高于ED-ND面的自腐蚀电位,TD-ND面展现出更好的耐腐蚀性能,这主要是因为TD-ND面晶粒细小导致表面形成了分布均匀且致密性高的氧化膜,减缓了镁合金表面的电化学腐蚀。

关键词： AZ31镁合金   工艺参数优化   数值模拟   正交实验  

摘要： 为解决镁合金手机壳冲压成形中的起皱、破裂等问题,改善冲压件的成形质量,获得最优的工艺参数组合,使用Dynaform软件对AZ31镁合金手机壳进行可成形性快速评估,结合起皱判断条件,发现AZ31镁合金手机壳容易发生起皱且起皱不可避免。采用以最大增厚率为评价指标的正交试验法,通过调节板料成形过程中压边力、冲压速度、摩擦系数和阻力系数等主要工艺参数得到不同的模拟结果。结果分析表明,各因素的影响大小为阻力系数>冲压速度>摩擦系数>压边力。模拟仿真得到质量最优的AZ31镁合金手机壳工艺参数组合:压边力为42 000 N、冲压速度为1 000 mm·s^(-1)、摩擦系数为0.125、阻力系数为0.2。研究可为冲压成形出质量优良的镁合金手机壳提供坚实的理论基础与可靠的数值依据。

关键词： 镁合金   镍镀层   纳米氧化锌   电沉积   超疏水  

摘要： 结合化学沉积和电沉积技术,以动态氢气泡为模板,在AZ31镁合金表面制备了一种超疏水耐腐蚀的镍基复合涂层。涂层形貌、结构、组成、润湿性和腐蚀防护性能的表征结果表明,电沉积溶液中添加ZnO纳米粒子会改变多孔镍层的表面形貌,影响疏水能力。静态水接触角(WCA)测试表明,电沉积溶液中ZnO纳米粒子的浓度为5.0 g·L^(-1)时获得的电沉积镀层经硬脂酸改性后,具有最大的WCA值,达到160.8°±2.8°。相较于裸镁合金,该复合涂层腐蚀电位显著正移,腐蚀电流密度和电荷转移电阻分别降低和提升两个数量级以上,说明复合涂层对镁合金基底具备良好的腐蚀保护能力。

关键词： 镁合金   PEGS/β-TCP   骨再生   免疫调节  

摘要： 目的:通过在镁锌钆合金(MZG)膜表面形成乙二醇化聚癸二酸甘油酯/β-磷酸三钙(PEGS/β-TCP)涂层,制备PEGS/β-TCP改性镁合金(PEGS/β-TCP/MZG)膜,使用材料浸提液对PEGS/β-TCP/MZG复合膜的成骨诱导活性和免疫调节性能进行评价。方法:采用溶胶凝胶法在MZG膜表面制备PEGS/β-TCP涂层,制备PEGS/β-TCP/MZG复合膜,并与PEGS/β-TCP和MZG膜进行对比,检测其形貌、成分和亲水性。检测材料浸提3天后的镁离子释放量和pH值。体外细胞实验观察成骨细胞MC3T3-E1细胞在浸提液中的增殖活性、碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)和矿化结节形成情况,以及RAW264.7巨噬细胞在浸提液中的增殖活性、极化和细胞内相关因子的表达。采用GraphPad Prism 9.0软件包对数据进行统计学分析。结果:制备出PEGS/β-TCP涂层与MZG膜紧密嵌合的PEGS/β-TCP/MZG复合膜,具有良好亲水性,可缓慢降解。细胞实验结果显示,PEGS/β-TCP/MZG复合膜浸提液对MC3T3-E1和巨噬细胞的增殖活性无明显影响。PEGS/β-TCP/MZG组显著增强MC3T3-E1的ALP表达和矿化结节形成,PEGS/β-TCP组和PEGS/β-TCP/MZG组在巨噬细胞极化模式上虽无明显差异,但PEGS/β-TCP/MZG膜在PEGS/β-TCP涂层的免疫调节基础上,可进一步降低炎症相关肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)表达,提高成骨相关转化生长因子β(transforming growth factor-β,TGF-β)表达。结论:PEGS/β-TCP复合膜改性的MZG可为骨组织工程的发展提供新的材料选择。

关键词： 褐藻寡糖   褐藻胶   创面  

摘要： 目的研究不同裂解程度褐藻寡糖的生物相容性及其对创面愈合的影响。方法依赖分子量差异,通过透析法分离不同裂解程度褐藻寡糖,分子量分别为<1000、1000~5000、5000~10000、>10000,并采用未裂解的褐藻胶作为对照。观察不同分子量褐藻寡糖成膜能力,检测成膜后的阻菌性、保湿性,根据GB/T 16886的要求,检测细胞毒性、致敏反应、皮内刺激,验证生物相容性。SD大鼠背部制备直径3 cm的全层创面缺损模型,采用不同裂解程度褐藻寡糖溶液换药,分别为实验组1~4,褐藻胶溶液换药作为阳性对照组,生理盐水换药作为阴性对照组。每日换药,在第7天和第14天计算创面愈合率,并取创面组织行HE染色观察组织变化,行天狼星红-苦味酸染色观察胶原蛋白分泌情况。结果当分子量<1000时,未能观察到成膜表现,且无明显阻菌性及保湿性。随着分子量增加,成膜能力、阻菌性及保湿性增强。不同分子量褐藻寡糖及未裂解褐藻胶在0.02%浓度下均无明显细胞毒性、致敏性,但当分子量<1000时,具有轻微皮内刺激反应。造模后第7天和第14天,除实验组2外,实验组各组及阳性对照组创面愈合率均明显高于阴性对照组(F=0.018、0.097、0.016、0.055,t=3.737、3.853、3.861、3.525;P<0.05;F=0.562、0.111、1.162、0.206,t=3.484、-1.557、-0.319、3.851;P<0.05)。HE和天狼星红-苦味酸染色提示分子量达到5000以上时,肉芽组织增生明显,胶原蛋白含量增高。结论低裂解程度的褐藻寡糖具有成膜、阻菌和保湿能力,能为创面提供适于愈合的湿润环境。

关键词： 镁合金   正挤压   复合挤压   时效处理   力学性能  

摘要： 以Mg-3Sn-2Al-1Zn-0.6Sb镁合金经过正挤压与复合挤压后的材料为研究对象,利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和显微硬度测试等方法,研究了不同温度和时间下挤压后镁合金的组织和性能。结果表明:随着时效温度的升高,析出相Mg_(2)Sn和Mg_(17)Al_(12)的数量显著增加,材料硬度提升幅度也更大;随着时效时间的增加,时效硬度呈现先增加后下降的趋势;正挤压与复合挤压样品均在时效4 h后达到峰时效,正挤压试样的最大显微硬度值为98.9 HV,而复合挤压试样的最大显微硬度值为81.2 HV,表明时效对正挤压材料的强化效果明显优于复合挤压材料。

关键词： 铁基合金   血管支架   降解性能   生物相容性  

摘要： 铁基可降解金属材料是最有潜力替代永久性血管支架的材料之一,降解速率慢是制约其发展的主要原因。对可降解铁基血管支架材料近年来的研究进行了梳理、总结和展望,发现众多研究者通过调整其微观组织结构、表面处理、合金化、和“复合”材料设计等方式对其生物相容性、腐蚀降解行为、机械性能和磁性能等方面进行了优化,以期设计理想铁基可降解血管支架材料。然而,单一的微观组织结构调整,虽然保证了纯铁的生物相容性,但对降解性能的提升有限;通过特殊的表面处理技术,也可以提高纯铁近表区域的腐蚀速率,但是难以优化基体的腐蚀性能;合金化可以均匀地提高材料的综合性能,但是单一合金化的方式所制备的合金和理想血管支架的性能要求仍然有差距。认为在合金化的基础上进行“复合”材料设计,可以更好地优化材料的综合性能。

关键词： 热辊轧制   AZ31镁合金   应力应变   变形   有限元  

摘要： 本文利用有限元软件DEFORM分析了初始厚度、轧辊温度、压下率及轧制速度对热辊轧制AZ31镁合金冷带材过程接触压力、速度、等效应力、等效应变及等效应变速率分布规律。结果表明:热辊对轧件起到了显著加热作用,轧件温度明显升高,表面与心部温差先增加后减小。接触压力在刚端与塑性交界面急剧增加然后降低,进入塑性变形区再次增加至前滑区降低,从入口端到出口端速度和等效应变呈近似S型增加,等效应力和等效应变速率整体变化趋势是先增加后降低。稳态轧制力随初始厚度、压下率和轧辊温度变化呈近似线性变化,随轧制速度增加呈指数增加。初始厚度增加加大了表面和心部变形速度差及等效应变和应变速率的不均匀分布。相比压下率较小时的压缩变形,随着压下率增加剪切变形量增大,且轧辊热量更易传递至心部,变形更均匀。当轧制速度较大时,表面和心部等效应力、等效应变与等效应变速率差值显著增加,不利于均匀性变形。

关键词： WE43镁合金   Zn合金化   凝固组织   力学性能  

摘要： 以WE43镁合金为研究对象,采用SEM、XRD、EDS及拉伸试验等手段,研究了0~1.6%(质量分数,下同)的Zn含量对合金凝固组织和力学性能的影响。结果表明,随着Zn含量增加,合金的晶粒尺寸先减小后增大,在Zn含量为1.2%时达到最小值,为52.8μm,相比未添加Zn时的64.3μm减小了17.8%。Zn的加入使得合金中产生了Mg_(12)YZn(LPSO)相,且随着Zn含量增加,LPSO相的数量不断增加。合金的抗拉强度、显微硬度(HV)和伸长率均随着Zn含量的增加先提高后降低,在Zn含量为1.2%时,分别为191.67 MPa、92.53和7.7%,对比未添加Zn时,分别提高了20.6%、14.2%和102.6%。

关键词： AZ31镁合金   疲劳变形   孪晶   微观组织   断口形貌  

摘要： 利用扫描电子显微镜(SEM)和电子背散射衍射(EBSD)技术研究了室温条件下AZ31镁合金在不同加载频率(3和30 Hz)和不同应力幅值(90,95,100,105,110 MPa)疲劳变形后的组织演变规律及断口形貌特征。结果表明:随着加载应力增加,基体内残余孪晶数量增加,残余孪晶主要以{1012}拉伸孪晶形式存在。随着应力幅值的增加晶粒逐渐细化,这是由于在循环过程中,拉伸孪晶演变诱导晶粒细化。随着应力幅值的增加,织构强度显著减弱,这与试样疲劳后的再结晶机制有关。通过对试样疲劳断口的分析,发现孪晶片层处容易引起裂纹萌生,随着应力的增加,试样中裂纹扩展区面积逐渐减小,在疲劳裂纹扩展区观察到明显的疲劳辉纹。最终断裂区表面粗糙,主要存在韧窝、撕裂脊以及二次裂纹等形貌。在最终断裂区可观察到韧窝,韧窝尺寸随着循环应力的增加,在较高加载频率下,韧窝的尺寸与数量均减小。