关键词： 镁合金   热变形   本构方程   热加工图   动态再结晶  

摘要： 通过研究挤压态Mg-6Zn-0.8Zr-0.5Y镁合金在300、350、400℃,0.001、0.01、0.1、1 s^(-1)应变率下的压缩变形行为,获得挤压态Mg-6Zn-0.8Zr-0.5Y镁合金热压缩过程的流变应力-应变曲线,构建基于Arrhenius方程的本构模型和热加工图,阐明变形温度和应变率对挤压态Mg-6Zn-0.8Zr-0.5Y镁合金显微组织的影响规律。结果表明:挤压态Mg-6Zn-0.8Zr-0.5Y镁合金热压缩过程的变形激活能Q为118.73 kJ/mol,应力指数n为4.480 9,安全热加工区域为300~400℃、0.426~2.718 s^(-1)。通过热变形组织分析可知,当变形条件为350℃、0.1 s^(-1)时,组织为细小均匀的动态再结晶组织,能改善塑性成形能力,热加工性较好,为挤压态Mg-6Zn-0.8Zr-0.5Y镁合金热加工工艺的制定提供指导。

关键词： 酸碱双速溶样   分光光度法   氯化银浊物  

摘要： 研究了铝镁合金中氯的比蚀方法测定,铝镁合金样品经过优级纯的硝酸和氢氧化钠酸碱双重溶样,使铝镁合金样品能够溶样完全,溶液澄清透明。在硝酸介质中,氯与硝酸银生成浊物、乳白色胶状沉淀或胶状悬浮物,通过分光光度计在波长420 nm处,利用形成的浑浊度测定氯离子含量,并进行了该方法的波长选择性实验、稳定时长性实验及检出限实验。本方法灵敏度高,稳定性好,回收率高,成线性准确度良好,且操作步骤简单,方便快捷,建立了铝镁合金中氯含量测定的新方法。

关键词： 镁合金   涂层   氨基酸   耐蚀性能   生物材料   降解   生物矿化  

摘要： 目的细化Ca-P涂层晶粒,提高其致密性、耐蚀性,得到氨基酸等电点(Isoelectric point,pI)的作用及生物矿化机制。方法选取谷氨酸、丙氨酸、天冬氨酸,通过60℃水浴,在AZ31镁合金表面制备无氨基酸和3种氨基酸Ca-P涂层,即丙氨酸Ca-P涂层(Ca-PAla)、谷氨酸Ca-P涂层(Ca-PGlu)、天冬氨酸Ca-P涂层(Ca-PAsp)。采用高分辨扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和傅里叶红外光谱仪(FTIR)对涂层的微观形貌及成分进行表征分析;通过电化学极化、交流阻抗(EIS)及析氢实验探究涂层在Hank’s人体模拟体液中的耐蚀性能。结果Ca-P、Ca-PAla、Ca-PGlu、Ca-PAsp涂层的厚度分别为(8.46±0.43)、(14.39±0.96)、(8.48±0.16)、(10.07±0.94)μm。涂层的主要组成物相为透钙磷灰石(Ca HPO4·2H2O,DCPD)、羟基磷灰石(HA)、缺钙羟基磷灰石(CDHA)。电化学和析氢实验结果表明,氨基酸提高了镁合金Ca-P涂层的耐蚀性。根据自腐蚀电流密度Jcorr的大小,样品可按以下顺序排列,镁合金AZ31(1.47×10^(-4)A/cm^(2))>Ca-P(4.03×10^(-6)A/cm^(2))>Ca-PGlu(2.71×10^(-6)A/cm^(2))>Ca-PASP(8.10×10^(-7)A/cm^(2))>Ca-PAla(3.70×10^(-7)A/cm^(2))。结论在3种氨基酸中,丙氨酸促进成核过程最明显、涂层最厚,且耐蚀性最好。最后,讨论了镁合金表面氨基酸等电点对生物矿化成膜厚度、耐蚀性能的影响机制。

关键词： 金属材料   镁合金   防护涂层   等离子处理   润湿性   耐蚀性  

摘要： 用匀速提拉法在氟化处理的AZ31镁合金表面制备PBA防护涂层,然后再进行等离子处理。使用扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、傅里叶红外测试(FT-IR)和接触角测量仪等手段对其表征,研究了等离子处理对PBA防护涂层表面的微观形貌、物相组成以及表面润湿性的影响;用动电位极化曲线(PD)和电化学阻抗谱(EIS)表征防护涂层处理镁合金的耐蚀性;对在等离子处理前后样品表面细胞的铺展进行比较,以验证防护涂层的生物活性。结果表明,等离子处理使PBA防护涂层表面粗糙化提高了氧原子的占比,从而显著提高了防护涂层表面的浸润性;等离子处理在一定程度上降低了防护涂层处理镁合金的耐蚀性,但是与未经防护处理的AZ31镁合金和氟化处理的镁合金相比其电流密度仍高2~3个数量级,表明防护涂层能有效防护镁合金基体;等离子处理,使样品表面黏附的细胞显著增多。

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： 超细纤维   纺丝方法   金属有机框架   光学稳定性   微纤维   高抗拉强度   生物医学应用   微流控  

摘要： 荧光金属有机框架(FMOF)是一种很有前途的光电和生物应用材料,然而,一些主要缺点限制了它们在这些领域的广泛应用.首先,FMOF晶体难以用来构建柔性的自支撑平台.此外,这些材料对外部刺激表现出较低的光学稳定性,并且用于合成它们的金属离子通常有毒.基于此,我们开发了一种同轴微流控纺丝方法,实现了一步大规模连续制备核-壳FMOF微纤维.获得的自支撑FMOF基超细纤维具有85.6 MPa的高抗拉强度,是MOF复合材料中的最高强度值.此外,还证明了用该微流控方法生成的交联水凝胶壳可以有效地提高位于微纤维核心的FMOF晶体的光学稳定性,对抗可能会损坏FMOF的化学物质(如金属离子、酸、碱)以及热.最重要的是,由于水凝胶外壳的生物相容性和微纤维核心的固有荧光,基于FMOF的超细纤维具有较高的细胞活力(约96.6%)和多种细胞外荧光成像能力.因此,本文报道的基于柔性FMOF微纤维为设计光学和生物医学应用的新概念和材料组件提供了一个先进的平台.

关键词： 复合人工骨材料   α-半水硫酸钙   β-磷酸三钙   透明质酸  

摘要： 目的探讨透明质酸(hyaluronic acid,HA)/α-半水硫酸钙(α-calcium sulfate hemihydrate,α-CSH)/β-磷酸三钙(β-tricalcium phosphate,β-TCP)复合人工骨材料(以下简称复合材料)的制备及其性能。方法采用水热法将二水硫酸钙脱水制备α-CSH,可溶性钙盐和磷酸盐反应法制备β-TCP。将α-CSH、β-TCP粉末按照不同比例(10∶0、9∶1、8∶2、7∶3、5∶5、3∶7)混合,分别与浓度为0.1%、0.25%、0.5%、1.0%、2.0%的HA溶液以及去离子水,以液固比0.30、0.35混合,制备HA/α-CSH/β-TCP、α-CSH/β-TCP复合材料。将制备样品进行扫描电镜观察、X射线衍射分析、初凝/终凝时间测定、降解测定、抗压强度测定、溃散情况观察、可注射性实验以及细胞毒性实验。结果成功制备HA/α-CSH/β-TCP复合材料。该复合材料表面粗糙,不规则片块状颗粒、条状颗粒密集堆积,表面呈微孔结构,孔径主要在5~15μm之间。随β-TCP含量增加,复合材料初凝、终凝时间均增加,降解率降低,抗压强度呈先增加再减弱变化趋势,不同α-CSH/β-TCP比例制备材料间差异均有统计学意义(P<0.05);添加HA可提高复合材料可注射性,且随浓度增加呈增加趋势(P<0.05),但对复合材料的凝固时间无明显影响(P>0.05)。HA/α-CSH/β-TCP复合材料细胞毒性等级为0~1级,无细胞毒性。结论HA/α-CSH/β-TCP复合材料具有良好生物相容性,理论上可满足临床骨缺损修复需求,是一种具有潜在临床应用前景的新型人工骨材料。

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： Mn3O4纳米簇   T1磁共振成像对比剂   生物相容性  

摘要： 目的通过一种步骤简单、成本低的方法制备新型Mn_(3)O_(4)纳米簇,其可做为T1磁共振对比剂,并进一步探索其在体内外的造影性能以及生物安全性。方法利用透射电子显微(TEM)观察Mn_(3)O_(4)纳米材料的形貌,通过动态光散射仪(DLS)检测纳米材料的水合粒径和Zeta电位,借助傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、X射线衍射仪(XRD)和比表面积与孔隙度分析仪测试Mn_(3)O_(4)纳米簇的组分、晶体结构和比表面积,通过3.0 T磁共振扫描仪分析Mn_(3)O_(4)纳米簇的磁共振造影性能,并利用MTT实验和溶血实验评价纳米簇的生物安全性。结果采用水热法成功制备Mn_(3)O_(4)纳米簇,其粒径大约为100 nm。Mn_(3)O_(4)纳米簇展示较高的比表面积和丰富的介孔结构,具有良好的单分散性和胶体稳定性。此外,Mn_(3)O_(4)纳米簇在弱酸环境下能够释放出大量的锰离子,其游离的锰离子可作为T1磁共振对比剂,提高病灶组织与正常组织的对比度。在pH值为4.5的条件下,Mn_(3)O_(4)纳米簇的纵向弛豫率(r1)值为6.1485 mM^(-1)·s^(-1),其在体内外的成像均展现出良好的T1磁共振造影性能。此外,Mn_(3)O_(4)纳米簇几乎不影响正常细胞THLE-3的相对存活率,同时溶血实验结果也表明Mn_(3)O_(4)纳米簇不会损伤红细胞,证明Mn_(3)O_(4)纳米簇具有良好的生物相容性。结论具有pH响应能力的Mn_(3)O_(4)纳米簇展示出优异的T1磁共振成像性能和高的生物相容性,具有广泛的临床应用前景。