关键词： AZ31B镁合金   CMT焊接   焊接接头   焊接试验  

摘要： 使用CMT焊接方法对3mm、6mm两种厚度的AZ31B镁合金进行焊接试验,并对焊缝进行了焊缝形貌、微观结构、显微硬度、断口及疲劳性能等方面的试验分析。结果表明:合理的焊接参数能得到优化的焊缝,且金相组织与板厚无关。3mm厚的AZ31B镁合金可达到母材抗拉强度的83%,6mm厚的AZ31B镁合金可达到母材抗拉强度的88.7%,说明AZ31B镁合金CMT焊接接头的脆性随着板厚增加而增大,同时接头的显微硬度整体呈W形分布,焊缝区显微硬度高于热影响区且薄板热影响区硬度略高于厚板。在进行了200万次循环后,接头的疲劳强度为16.72MPa,仅为其抗拉强度的7.8%,焊接接头的疲劳强度远低于其抗拉强度。接头拉伸断裂位置位于母材,呈45°角切断,断裂位置与显微硬度最低位置相吻合,接头的断裂区域有明显的塑性变形痕迹。

关键词： 牛血清白蛋白   飞秒激光直写   三维微结构   pH响应   生物相容性  

摘要： pH响应水凝胶由于其具有酸/碱依赖性导致的结构或体积变换能力,在智能操纵致动器、药物递送、组织工程等领域引起了广泛关注。随着生物医学和组织工程的发展,刺激响应生物材料微观结构的制备至关重要。牛血清白蛋白(BSA)因具有无毒、生物降解性、生物相容性等优点而被广泛应用于组织工程与药物递送等领域。本文重点开展了基于牛血清白蛋白-甲基丙烯酸缩水甘油酯(BSA-GMA)水凝胶的宏观pH响应、三维(3D)水凝胶微结构的飞秒激光直写与微观pH响应,以及细胞活性的相关研究。结果表明,飞秒激光直写可以制备出高精度的BSA-GMA 3D水凝胶微结构,并且BSA-GMA水凝胶的pH响应能力会随着BSA-GMA浓度的增大或甲基丙烯酸化度的减小而增强。相较于BSA水凝胶,BSA-GMA在光聚合过程中不消耗氨基酸基团,使得同等浓度下的BSA-GMA水凝胶含有更多的氨基与羧基,从而赋予BSA-GMA 3D水凝胶更强的pH响应性。软骨细胞在BSA-GMA支架上的共聚焦荧光图像和相对细胞增长率结果进一步表明,BSA-GMA水凝胶结构具有良好的生物相容性。这种具有可控形态和pH响应特性的蛋白质微结构在组织工程、生物医学和生物传感器领域具有潜在的应用前景。

关键词： 镁合金   热力学   动力学   合金设计  

摘要： 随着全球能源危机和环境危机加剧,高性能轻质节能材料和新型储能材料的研发和规模应用需求日益紧迫。镁合金作为最轻的金属结构材料,应用于轨道交通、航空航天可显著地节能减排,且绿色高安全性的镁基储能材料也有着巨大的应用前景。特别地,镁及镁合金是我国的优势材料资源,拓展镁合金的广泛应用具有重要的战略意义。但目前高性能镁合金牌号明显偏少,依靠实验开发为主的现状严重影响了镁合金更大规模的推广应用。关键热力学动力学基础信息是高性能镁合金设计与应用的基础和必要信息。然而,相较于钢铁、铝合金及钛合金等,镁合金的热力学与动力学基础数据和数据精度均相当有限,这成为制约传统镁合金材料优化、新型高性能镁合金材料高效智能研发和镁合金大规模快速应用的瓶颈问题。为此,系统地研究多元镁合金的关键热力学动力学基础数据、合金元素间的交互作用特征及交互作用机理,构建系统的、高精度的多元镁合金热力学和动力学数据库,是推动高性能镁合金材料智能设计和促进镁合金更大规模应用的关键路径之一。

关键词： 镁合金   激振抛磨   表面形貌   粗糙度   耐蚀性  

摘要： [目的]激振抛磨技术具有加工效率高、操作灵活、适用性广等优点,在航空航天零部件制造领域得到广泛应用。目前有关激振抛磨处理对ZM6镁合金航空零部件表面形貌及耐蚀性影响的研究报道还较少。[方法]采用自行研发的激振抛磨实验平台,对取自ZM6镁合金低压砂型铸造航空机匣的样块进行加工。对比了激振抛磨前后ZM6镁合金的表面形貌、粗糙度、元素组成及耐蚀性。[结果]激振抛磨处理后ZM6镁合金的表面形貌得到显著改善,表面粗糙度降低,裂纹和孔隙被去除,表面氧元素的原子分数降低了49.0%,基体元素的原子分数增大,耐蚀性显著提高。[结论]激振抛磨后ZM6镁合金的耐蚀性之所以提高,主要与其表面粗糙度的降低及表面致密均匀氧化膜的生成有关。

关键词： AZ91D镁合金   挤压态   固溶和时效处理   超塑性  

摘要： 文章通过高温拉伸测试,分别对比未处理与固溶和时效处理的挤压态AZ91D镁合金在等应变速率与等温度条件下的延伸率,并测定不同拉伸状态下的微观形貌验证拉伸测试结果。研究了固溶和时效处理的挤压态AZ91D镁合金在250~350℃、应变速率在10-5~10-3的超塑性流变行为。结果显示:在280℃、0.0005s-1的条件下获得的最高延伸率达185.3%。在AZ91D镁合金超塑性成形过程中,初始应变速率的影响比变形温度更显著。得出结论:固溶处理和时效处理可减小AZ91D的晶粒尺寸;根据AZ91D镁合金超塑性变形后的晶粒组织验证固溶和时效处理能提高合金的超塑性。

关键词： 压铸镁合金   压铸成形   金属结构材料   薄壁压铸件   缺陷控制   电子通讯   薄壁构件   航空航天  

摘要： 镁合金是最轻的金属结构材料,在交通工具、航空航天、电子通讯等领域具有重要用途,在轻量化和节能降耗方面有广阔的应用前景.目前,大部分镁合金构件采用压铸成形,但压铸镁合金流动性不足导致复杂薄壁压铸件成形和缺陷控制困难,并且压铸镁合金的屈服强度较低,从而限制了压铸镁合金在复杂薄壁构件领域的应用.因此,研发高流动性高强度镁合金及其复杂薄壁压铸成形技术成为压铸镁合金进一步规模化应用的关键.

关键词： 干细胞   上转换荧光纳米颗粒   成像   分化   生物相容性  

摘要： 干细胞是组织工程理想的种子细胞来源,其体内示踪和命运调控对阐述组织修复过程中的作用机制与效果尤为重要。目前已开发多种荧光材料用于生物学领域,其中近红外光激发镧系掺杂上转换荧光纳米颗粒(UCNPs)是一种新型的荧光纳米粒子,能发射紫外光或可见光用于干细胞生物成像或行为调控,具有广泛的应用前景。现对UCNPs进行概述,并重点关注其潜在的示踪与治疗优势。首先简要回顾UCNPs的结构与发光机制,接下来详细介绍增强UCNPs生物学性能的手段。随后,重点阐述UCNPs在干细胞成像、示踪,以及调控成骨向、神经向和软骨向分化的应用。最后,提出UCNPs在干细胞领域应用的局限性和对前景的展望,希望能引起更多研究者对该领域的了解与关注。

关键词： 生物可降解支架   血管支架   金属支架   生物相容性   机械性能  

摘要： 血管支架作为心血管介入治疗的重要手段,随着心血管疾病发病率的增加,其需求越来越大。相比于永久性支架易导致血管再狭窄、药物洗脱支架引起迟发性支架内血栓,可降解支架在完成早期为血管提供径向支撑,避免血管弹性回缩的使命后开始降解,从而使血管恢复正常的生理收缩和积极重塑。回顾目前主流可降解金属(镁基合金、铁基合金、锌基合金)支架的临床前研究和临床研究的主要结果发现,镁基合金支架可操作性良好,血栓形成率较低,存在的问题主要在降解速率快、释氢反应和微环境pH值变化较大等方面;铁基合金支架力学性能、成型加工性、生物相容性和血液相容性优异,但其腐蚀速率过慢,提高降解速率是扩大铁基金属支架临床应用的关键;锌基合金的降解速率适中,强度较低,加入不同合金元素改善锌基合金支架强度是目前锌基合金支架的主要改良方向。可降解金属支架材料的革新和突破需要材料学、生物学、化学、医学等多学科共同合作,除此以外,优化材料性能,以及改进制作工艺如注射成型技术、可降解药涂支架、纳米载药技术等可能是未来可降解金属支架的发展方向。

关键词： 镁合金   铣削速度   残余应力   铣削路径   有限元   铣削深度  

摘要： 铣削工艺参数是影响工件已加工表面残余应力的重要因素。通过建立镁合金AZ31B铣削有限元模型对铣削工艺参数进行研究,在采用正交试验法对镁合金AZ31B铣削仿真的重要工艺参数进行优化的基础上,用极差法分析各项铣削工艺参数对AZ31B工件已加工表面残余应力的影响规律。结果表明:对镁合金AZ31B铣削过程的铣削速度、铣削深度及铣削路径三种工艺参数中,铣削路径对AZ31B工件已加工表面残余应力的影响最大,铣削速度次之,铣削深度最小;铣削速度在(30~50)m/min范围内,镁合金已加工表面残余应力随着铣削速度而增大;在铣削深度为(1~3)mm范围内,铣削深度对已加工表面残余应力的影响不大。

关键词： 生物可降解锌合金   腐蚀性能   热处理   合金化   表面改性  

摘要： 随着现代医疗水平的发展与进步,生物医用植入材料已然成为当前医学界和材料界最活跃、最前沿的分支之一。与传统永久性生物材料相比,医用生物可降解材料由于具有优良的生物相容性、可降解性能,且腐蚀产物对人体无毒副作用的同时还可以被人体完全吸收等优点,受到了广泛关注。目前生物可降解金属材料主要为锌合金、镁合金、铁合金三大体系。相较于镁合金的降解速率较快以及铁合金的铁磁性等问题,锌合金在降解速率以及生物相容性上都要优于镁、铁合金体系。金属锌在中国的储量大,熔点为419℃,有出色的加工成型性能。生物可降解锌合金凭借其优良的生物相容性及合适的腐蚀速率,具有作为生物医用可降解支架的先天优势,极有可能作为金属可降解生物支架的代表,实现量产并服役于人体。但目前锌合金用于生物支架仍处于科研阶段,对锌合金在人体的降解行为、力学性能以及讲解过程中的机械完整性的调控等尚未明确。因此实现锌合金可降解生物支架的临床应用仍有较长的路要走。本文结合目前已有的研究工作对生物可降解锌合金的腐蚀降解行为以及合金化、表面改性、热处理等对其腐蚀性能的影响进行总结,分析规律以及尚且存在的问题,并对生物可降解锌合金支架的未来发展进行了展望。