关键词： 多聚磷酸锶   磷酸钙骨水泥   显影剂   生物相容性   降解   成骨性能  

摘要： 背景:课题组前期研究发现,添加硫酸钡可以提高磷酸钙骨水泥的力学性能与显影性能,但伴随磷酸钙降解残存的显影剂难以降解,在植入部位产生的占位效应及破骨效应影响骨修复进程,因此需要开发一种可生物降解的新型显影材料。目的:探讨生物活性可降解材料多聚磷酸锶的显影能力及其对磷酸钙骨水泥理化性能与成骨效应的影响。方法:①分别制备磷酸钙骨水泥(CPC)、淀粉改性磷酸钙骨水泥(CPS)与含多聚磷酸锶(占骨水泥粉末的质量分数为20%)淀粉改性磷酸钙骨水泥(20%SrPP-CPN),表征3组骨水泥的理化性能。②将3组骨水泥浸提液分别与大鼠骨髓间充质干细胞共培养,检测细胞增殖、能量代谢与成骨分化能力。③在24只SD大鼠颅顶部两侧各制作直径5 mm的骨缺损,随机分为对照组(不进行任何干预)、CPC组、CPS组与20%SrPP-CPN组进行干预,每组6只。干预4,12周后取材进行相关检测。结果与结论:①与其他两组骨水泥比较,20%SrPP-CPN的显影能力增强、抗压强度与降解速率升高、固化时间延长,并且20%SrPP-CPN在降解过程中可稳定释放Sr^(2+)。②CCK-8实验显示20%SrPP-CPN不影响骨髓间充质干细胞的增殖;细胞饥饿实验(无血清培养)显示相较于其他两组骨水泥,20%SrPP-CPN可促进骨髓间充质干细胞的增殖;相较于其他两组骨水泥,20%SrPP-CPN可提升骨髓间充质干细胞内ATP浓度。碱性磷酸酶与茜素红染色显示,相较于其他两组骨水泥,20%SrPP-CPN可促进骨髓间充质干细胞的成骨分化。③在大鼠颅骨缺损实验中,Micro-CT扫描、组织学(苏木精-伊红、Masson染色)观察显示相较于CPC组、CPS组,20%SrPP-CPN组骨水泥降解明显,并且大量新生骨组织分散于降解的骨水泥中;免疫组化染色显示相较于CPC组、CPS组,20%SrPP-CPN组缺损处Runx2蛋白表达升高(P<0.01)。④结果表明,20%SrPP-CPN具有良好的显影性能与促成骨性能。

关键词： 镁合金   铸件  

ISBN: (纸本)9787030783035

摘要： 本书为“材料先进成型与加工技术丛书”之一。本书是作者近年来在铸造镁合金领域最新科研成果的总结，涵盖镁合金新材料发展、铸造工艺和产品应用等内容。围绕汽车和航空航天大型镁合金铸件的发展需求和关键问题，作者发展了高性能铸造镁合金材料，提出了铸造镁合金晶粒细化、熔体纯净化、缺陷控制等新方法和技术原型，制备了多种大型复杂铸件并实现了在汽车、航空航天等领域的规模化应用。系统研究了高强度铸造镁合金和低成本铸造镁合金的组织和性能，分析了工艺参数对熔体纯净化的影响机制并开发了纯净化装备，研究了含Al铸造镁合金的晶粒细化，研究了合金成分、工艺参数、模具结构对热裂纹和气孔缺陷的影响规律。在此基础上，探究了镁合金铸件的结构-性能一体化设计及铸造工艺对大型镁合金铸件质量提升的作用，开发了一系列镁合金汽车零部件和航空航天大型复杂铸件，推动了其在汽车、航空航天领域的规模化应用。

摘要： 6月13日,三菱电机公司、熊本大学镁研究中心(MRC)、东邦金属株式会社和日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)开发了首个采用定向能量沉积(DED)方法,使用镁合金进行高精度增材制造的线激光金属3D打印机.

关键词： 镁合金   焊接工艺   形貌分析  

摘要： 镁合金材料的优良性能使其具有广阔的发展前景。文中采用氩弧焊、冷焊、激光焊3种不同的焊接方法对镁合金进行焊接,通过对焊接接头进行形貌分析可知,激光焊可获得优异的接头性能,这为镁合金结构件的连接提供技术支持。

关键词： 生物可降解   镁合金   耐腐蚀   生物相容性  

摘要： 作为一种具有重大潜力的生物可降解材料,植入人体的镁合金可以通过溶解、吸收、代谢过程而逐渐消失,避免了因二次手术带来的不利影响。通过合金化处理、热处理和表面改性手段详细阐述了解决腐蚀性问题的相关方法,与被广泛关注的生物相容性问题相互联系。在前人研究的基础上进一步扩展分析,结合目前研究中存在的问题,对未来的研究给予了一定的方向指引。

关键词： AZ31镁合金   双峰分离非基面织构   预变形   微观组织演化   塑性变形机制  

摘要： 为揭示双峰分离非基面织构AZ31镁合金板材预变形后的室温变形行为及微观组织演化规律,对该板材施加压下量5%的深冷轧制预变形,结合室温单轴拉伸和微观组织表征实验,研究预变形对制备板材力学行为及微观组织演变的影响。结果表明,沿轧制方向(RD)试样的初始屈服强度和断裂延伸率较未预变形试样分别提升212.5%和降低56.9%。沿板材横向(TD)试样的初始屈服强度和断裂延伸率较未预变形试样分别降低6.7%和提升37.9%。不同方向试样初始屈服强度的差异主要是由于TD试样中TD织构组分所对应的晶粒比RD试样中双峰分离非基面织构组分所对应的晶粒更容易激活基面滑移。断裂延伸率的差异主要是由于在RD试样中,{1012}拉伸孪晶的扩张受到抑制,会较早出现{1011}压缩孪晶,而在TD试样中,{1012}拉伸孪晶可以有效扩张,且后期出现一定数量的{1011}-{1012}双孪晶来承载/协调塑性应变。

关键词： Mg-Zn-Zr合金   阳极氧化   化学沉积   Ca-P涂层   耐蚀性能   制备  

摘要： 采用两步阳极氧化和化学沉积结合的方法,在钙/磷比为1.67的溶液中Mg-3wt%Zn-0.8wt%Zr合金表面制备了Ca-P生物涂层。分别采用XRD、SEM、划痕仪和光学显微镜表征分析涂层的物相成分、表面形貌、厚度和结合力,以及通过电化学工作站测定涂层材料的耐腐蚀性能。结果表明:Mg-Zn-Zr合金经过阳极氧化和化学沉积处理生成了Ca-P涂层,主要成分为磷酸氢钙(CaHPO_(4))、二水磷酸氢钙(CaHPO_(4)·2H_(2)O)和磷酸三钙(Ca_(3)(PO_(4))_(2));在沉积时间为48 h的条件下,形成的Ca-P涂层组织形貌致密均匀,与基体的结合力最好,且能使镁合金的腐蚀电位达到-1.181 V,腐蚀速率明显降低,达到了提高镁合金基体耐蚀性的目的。

关键词： AZ31镁合金   非对称交叉轧制   微观组织  

摘要： 采用金相显微镜、背散射电子衍射仪(EBSD)研究了对称交叉轧制和非对称交叉轧制对AZ31镁合金微观组织的影响。结果表明:非对称交叉轧制在晶粒细化方面明显优于对称交叉轧制。经4道次非对称交叉轧制退火后,AZ31镁合金平均晶粒尺寸为10μm,而经4道次对称交叉轧制后AZ31镁合金平均晶粒尺寸为20μm。与对称交叉轧制AZ31板材相比,非对称交叉轧制AZ31板材(0002)基面织构强度较低,且极轴偏离ND方向20°左右。

关键词： 电弧增材制造   AZ91D镁合金   薄壁件   微观组织   力学性能   断口组织  

摘要： 电弧增材制造是一种以金属丝材为填充材料,以电弧作为热源的新型制造技术,易于制造大型复杂零件。通过往复单向路径实验,发现单向路径制造的斜壁有更好的形貌,飞溅少且表面光滑,并在有限元软件中建立了往复、单向制造路径仿真模型并求解,仿真得到单向路径沉积温度267.4℃,沉积热应力357.4 MPa,往复路径沉积温度307.0℃,沉积热应力420.4 MPa,发现单向路径的热积累和热应力更低;以单向制造路径,采用电弧增材制造技术制备AM11,AM12,AM21三种不同斜率的斜壁样件,研究其组织和力学性能。结果表明:AM11,AM12,AM21的晶粒尺寸分别为35,39,42μm;AM21薄壁晶粒中析出相β-Mg17Al12比另外两种样品多且分布均匀、拉伸断口的韧窝更大且更多;AM21与AM11显微硬度在81.5HV左右,均高于AM12的73.1HV;且AM21的斜壁样件的水平、竖直方向抗拉强度为255.7,224.4 MPa,屈服强度为103.8,96.0 MPa,伸长率达到13.1%,8.2%,抗拉强度与伸长率均大于AM11和AM12,但屈服强度接近。AM21斜率薄壁具有更好的强度和塑性,验证了镁合金电弧增材制造的斜壁越接近垂直,其强度、塑性等力学性能越好。

关键词： AZ31镁合金   反复镦挤变形   动态再结晶   织构   硬度  

摘要： 提出一种新的反复镦挤变形(RUE)方法。采用光学显微镜(OM)、X射线衍射(XRD)、电子背散射衍射(EBSD)和维氏硬度计分析不同变形温度对RUE变形AZ31镁合金显微组织和织构的影响。结果表明:经RUE变形后,AZ31镁合金组织局部细化至0.8μm,细化机制主要为连续动态再结晶(CDRX);随着温度的升高,首先形成平行于剪切面的基面织构,随后形成强度减弱的{11■0}<10■0>织构,最后形成{0001}<10■0>和{0001}<11■0>织构。基面和锥面位错滑移导致织构分裂。经RUE变形后AZ31镁合金的最大硬度较初始状态提高42.4%,主要原因是细晶强化和位错强化。