关键词： Mg-Gd-Zn-Zr镁合金   摩擦因数   磨损率   磨损机制  

摘要： 利用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪、显微硬度计和摩擦磨损试验机研究了不同Gd含量的固溶态Mg-xGd-1Zn-0.4Zr(x=3,6,9 wt%)合金和不同Zn含量的固溶态Mg-6Gd-yZn-0.4Zr(y=0.5,1,2 wt%)合金的显微组织、硬度、摩擦因数、磨损率和磨损形貌。结果表明,随着Gd或Zn含量的增加,固溶态合金的晶粒有所细化,合金的硬度上升,摩擦因数变化较小。随着Gd含量的增加,合金的磨损率稍有增加;而随着Zn含量的升高,合金的磨损率降低,当Zn含量为2%时,其磨损率比Zn含量为0.5%合金的磨损率降低了24%。5组合金主要发生了磨粒磨损、氧化磨损和塑性变形。当Gd含量为9%时,还观察到粘着磨损。Mg-Gd-Zn-Zr合金的耐磨性主要取决于磨损机制,与硬度无直接对应关系。

关键词： 镁合金   杂质含量   微观组织   力学性能   腐蚀  

摘要： 目的探讨Mn添加对高杂质含量镁制备镁合金Mg-Al-xMn性能的影响,并对比高杂质镁与工业纯镁制备的同成分Mg-6Al-1Mn合金的性能差异。方法通过熔炼和挤压方法制备4种不同成分的Mg-Al-xMn合金(AM合金),通过金相显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等对合金的微观组织进行了表征。采用万能力学试验机测试了合金的力学性能,并通过析氢实验、浸泡失重实验和电化学实验等手段评估了合金的耐腐蚀性能,同时利用SEM表征了合金腐蚀后的形貌。结果在高杂质镁制备的镁合金中,AM61合金由于形成了弥散分布的Al_(8)Mn_(5)相,表现出最细小的微观组织和最佳的力学性能,此外,Mn吸收了Fe元素并形成了Al-Fe-Mn化合物,该合金的耐腐蚀性能也显著提升,在3.5%(质量分数)NaCl溶液中浸泡24 h后腐蚀速率为3.87 mm/a,较Mg-6Al合金的(129.74 mm/a)提高约33倍。最终,高杂质镁和工业纯镁制备的AM61合金微观结构和综合性能十分接近。结论Mn元素能够改善由高杂质含量纯镁所制备的Mg-Al合金的微观结构和力学性能,并显著提高其腐蚀性能至接近甚至达到工业纯镁制备合金的水平。这表明通过合理添加Mn,可以有效提升高杂质镁的工程应用潜力。

关键词： 搅拌摩擦焊   AZ91D镁合金   耦合欧拉-拉格朗日模型   温度场   材料流动行为  

摘要： 基于耦合欧拉-拉格朗日(CEL)方法,利用Johnson-Cook本构模型建立了AZ91D镁合金搅拌摩擦焊热力耦合有限元模型。利用粒子示踪技术并结合温度场、应变场和欧拉场探究了焊接过程的材料流动行为。结果显示,高温区域位于后退侧的搅拌针后方,焊核区后退侧的温度高于前进侧约40℃;峰值温度随旋转速度的增加和焊接速度的减小而升高,高温区域面积也相应增加;焊接速度对峰值温度的影响小于旋转速度;等效应变场与温度场的分布规律基本一致,高温区域塑性应变相应较大。轴肩影响区的材料在轴肩的挤压及剪切共同作用下在后退侧形成飞边。焊核区材料从搅拌针前方移动到后退侧,并在前进侧搅拌针后方完成回填。当旋转速度增加到950 rpm时,热输入过高,材料流失,会在前进侧底部形成隧道缺陷。

关键词： 蚕丝蛋白   高效液相色谱法   企业生产工艺   可降解性   可调性   生物相容性   化妆品   凝胶  

摘要： 蚕丝蛋白凝胶具有出色的生物相容性、可降解性、可调性、机械性,被广泛应用于医疗工程、组织工程、化妆品等领域,通过分析蚕丝蛋白凝胶的国内外发展现状,并应用高效液相色谱法检测蚕丝蛋白凝胶的主要成分,探索其测定条件,为企业生产工艺的改进和成品标准的制定提供理论依据。

关键词： WE54 magnesium alloy   biodegradability   corrosion   fatigue   simulated body fluid  

摘要： Fatigue and tensile behaviors of homogenized WE 54 magnesium alloy before and after immersion in simulated body fluid(SBF)were *** to the tensile test,the alloy without immersion in SBF solution has the highest tensile strength of 278 MPa,which decreased to 190 MPa after 336 h of immersion..The fatigue life of the homogenized WE 54 magnesium alloy before immersion in the SBF solution under a constant stress of 15 MPa is 3598 ***,the fatigue life of the alloy decreased to 453 cycles after 336 h of immersion in the SBF solution under the same *** of the fracture surface of the samples by SEM reveals that the origin of the fatigue crack before immersion is micro-pores and *** corrosion pits and cracks are the main reasons for forming the initial fatigue crack after ***,the results obtained from practical work were evaluated and compared to theoretical *** area of the hysteresis loops of the samples after the fatigue test,determined using Triangles and Monte Carlo methods,decreased from 4954.5 MPa and 4842.9 MPa before immersion to 192.0 MPa and 175.8 MPa after 336 h of immersion,respectively.

关键词： MXene   纳米材料   生物相容性   口腔医学   骨组织工程   骨再生   龋病   抗菌性能   载药功能   口腔肿瘤   牙周炎   治疗监测  

摘要： MXenese是材料科学中的一类二维无机化合物,这些材料由几个原子层厚度的过渡金属碳化物、氮化物或碳氮化物构成,由于MXene材料表面有羟基或末端氧,它们有着过渡金属碳化物的金属导电性。由于MXenese独特的光学、机械、电热和生物相容性,在生物医学领域如组织工程、抗菌剂、光热治疗、药物/基因传递、传感和再生医学等方面被广泛应用。本文就MXene基复合材料的合成改性方法、在口腔医学领域的研究应用及其在组织工程临床应用中的发展前景和面临的挑战做一综述。MXene纳米材料的生物相容性和成骨特性使其具有促进细胞增殖、骨再生整合的潜能。其抗细菌黏附和生物膜形成作用可应用于龋病的预防及种植体表面涂层。优异的光热、导电及机械敏感性使其可用于载药、生物光热治疗、免疫信号传感和基因检测。在此背景下,MXene在骨组织工程、抗菌、药物输送、牙科生物材料的物理力学性能增强、口腔癌和牙周病监测治疗等方面的应用取得了一些突出的成果。然而对口腔疾病的防治相关研究较少,目前MXenes基纳米材料的特性及表面改性研究已较为全面,未来可重点关注对MXene剂量依赖的生物安全性、细胞分子机制及信号通路的研究,以期充分发挥其在口腔临床及组织工程领域的独特优势。

关键词： W18O49   石墨烯量子点   RAW264.7巨噬细胞   生物相容性   炎症因子  

摘要： 目的探讨石墨烯量子点(GQDs)的对体外RAW264.7巨噬细胞存活率、细胞凋亡及炎症因子表达的影响和细胞成像能力,为GQDs在生物医学领域的安全应用提供理论基础。方法采用改性Hummer’s法制备了氧化石墨烯。利用H2O2和W_(18)O_(49)在水热条件下产生的羟基自由基,采用自上而下的方法将氧化石墨烯切割成GQDs。利用X射线粉末衍射、X光电子能谱、透射电镜、原子力显微镜、扫描电镜和傅里叶红外变换等技术对GQDs微观结构进行详细分析。通过CCK-8、流式细胞、激光共聚焦方法和实时荧光定量PCR(RT-qPCR),评价GQDs对巨噬细胞的生物兼容性和对炎症因子表达的影响。通过CCK-8、流式细胞术和RT-qPCR,评价GQDs对巨噬细胞的生物兼容性和炎症因子的影响。激光共聚焦显示GQDs在巨噬细胞中成像情况。结果水热条件下,以W_(18)O_(49)为催化剂可将氧化石墨烯切割为3~5 nm蓝光GQDs,产率为43%,荧光寿命(τ)=1.67 ns。三重态碳烯自由基的Zigzag型位点和缺陷态导致GQDs表现出激发波长的依赖性,其最佳激发和发射波长分别为330 nm和400 nm。GQDs表面丰富的含氧官能团和其亲水性使其具有良好的水溶性。CCK-8和死活染色表明,GQDs具有较高的生物兼容性。RT-qPCR分析结果显示,GQDs对体外RAW264.7细胞有生长抑制作用,可刺激RAW264.7细胞提高TNF-α的表达,使细胞膜破裂并产生IL-1β炎症因子诱导细胞凋亡。激光共聚焦结果显示,蓝光GQDs具有一定的体外细胞成像能力。结论石墨烯量子点的水溶性、低毒、荧光特性和炎症因子的诱导效应,为其在免疫标记和细胞成像领域的应用提供了广阔的前景。

关键词： 骨质疏松性椎体压缩性骨折   经皮椎体成形术   骨水泥   人工骨   腰椎功能  

摘要： 目的 探究骨折椎体注入骨水泥联合临近椎体内注入人工骨在骨质疏松性椎体压缩性骨折(OVCF)经皮椎体成形术(PVP)中的应用效果。方法 选取2021年5月至2022年5月哈励逊国际和平医院运动医学科120例OVCF患者。采用简单随机化法将患者随机分为对照组(术中单纯骨折椎体注入骨水泥)、联合组(术中骨折椎体注入骨水泥联合临近椎体内注入人工骨),每组60例。两组均行常规抗骨质疏松及(PVP)治疗。比较两组手术情况、术后康复情况、椎体稳定性指标(伤椎前缘高度压缩率、Cobb角)、疼痛程度(VAS评分)、腰椎功能(ODI评分)、活动能力(LAS评分)、并发症及邻近椎体骨折发生率。结果 联合组手术时间长于对照组,术中透视次数多于对照组,但下床活动时间、住院时间、骨折愈合时间短于对照组(P<0.05)。联合组术后6、12个月伤椎前缘高度压缩率、Cobb角小于对照组(P<0.05)。术前、术后3、6、12个月,联合组伤椎前缘高度压缩率、Cobb角、VAS评分、ODI评分、LAS评分呈先降低后趋于平稳趋势,对照组伤椎前缘高度压缩率、Cobb角、VAS评分、ODI评分、LAS评分呈先降低后升高趋势(P<0.05)。联合组术后6、12个月VAS评分、ODI评分、LAS评分低于对照组(P<0.05)。结论 与单纯骨折椎体注入骨水泥比较,联合临近椎体内注入人工骨能明显改善OVCF患者PVP术后疼痛程度及腰椎功能,且不会增加并发症发生率,有助于促进患者康复,改善预后。

关键词： AZ31镁合金   超高周疲劳   各向异性   预扭转   断口分析  

摘要： 目的研究各向异性和预扭转处理对挤压AZ31镁合金组织演变和超高周疲劳性能的影响规律,探索不同角度预扭转处理下AZ31镁合金的超高周疲劳断裂机制。方法设计狗骨形和三喉部试件,沿挤压方向(ED)和径向方向(RD)对狗骨形试件进行超声疲劳实验,对两方向三喉部试样的主喉部进行预扭转,并对预扭转后的三喉部试件进行超声疲劳实验,采用金相显微镜和扫描电镜(SEM)对疲劳实验后的试件进行显微组织观察,通过分析不同状态下的疲劳断口形貌,探索合金的超高周疲劳机制。结果狗骨形试件沿ED和RD方向单轴超声疲劳的S-N曲线为连续下降的直线,两直线接近平行,其疲劳寿命减小的趋势一致。当试件加载相同应力幅值时,ED-AF试件疲劳寿命高于RD-AF试件。与初始样相比,预扭转后沿ED方向试样的疲劳寿命大于3.6256×10^(5)周次,疲劳寿命提高2倍以上;沿RD方向试样疲劳寿命大于5.1285×10^(5)周次,疲劳寿命提高10倍以上。结论ED-AF试件初始疲劳变形机制为位错滑移-孪生,随着循环周次累积后转为孪生-退孪生循环;RD-AF试件疲劳变形机制为孪生-退孪生循环。挤压形成的流线型微观结构降低了疲劳裂纹扩展的速率,增加了裂纹的阈值水平,造成两方向的S-N曲线不同。预扭转变形引入的{1012}拉伸孪晶改变了超高周疲劳加载过程中的疲劳机制,延长了退孪生过程,抑制了试样沿c轴方向拉伸时的位错滑移;使ED和RD方向上的疲劳性能均得到改善。

关键词： 镁合金   微弧氧化   致密化   前处理   后处理  

摘要： 镁合金作为轻质结构材料,在装备轻量化领域展示了巨大的应用潜力。由于镁合金的化学活性较高,表面生成的氧化膜疏松多孔,严苛的服役环境对其长效稳定性构成严重威胁。采用表面防护技术有效提升镁合金的耐蚀性,延长其使用寿命。在镁合金表面改性防护技术中,微弧氧化技术具有显著的技术特征,被认为是最有前景的镁合金表面防护技术之一。然而镁合金微弧氧化膜存在本质的多孔结构特征,影响膜的防护效果。为扩大镁合金的应用领域,需要对微弧氧化膜进行致密化处理。本文综述了镁合金微弧氧化膜致密化技术的发展概况,总结了微弧氧化膜致密化技术的主要策略,以期为高致密镁合金微弧氧化膜的设计提供理论指导。最后,对镁合金微弧氧化膜致密化技术的未来发展趋势进行了展望。