关键词： 镁合金   测试方法   电化学技术  

摘要： 镁合金是最轻的工程结构材料,其溶解特性、腐蚀机理以及防护措施等方面已被广泛研究,而镁合金腐蚀测试方法和技术则是这些研究的重要基础。由于镁合金的溶解过程存在负差数效应,导致其测试技术和分析方法与其他金属存在差异。本文综述了国内外关于镁合金腐蚀测试方法与技术的研究进展,介绍了镁合金测试的通用技术与特色技术,分析了各种测试技术的适用条件和应用案例,重点对比了腐蚀速率测试方法,期望为镁合金腐蚀测试方法与技术的选择提供支撑,避免因不当测试带来的错误分析和结论。

关键词： 骨科植入物   骨植入物   胫骨骨折   Fischer   多孔结构   屏蔽效应   模拟实验   腐蚀性能  

摘要： 目的本研究旨在通过有限元分析,探究不同多孔结构的锌镁合金螺钉在腐蚀环境中的性能表现,以找到一种促进骨折愈合的多孔结构。方法首先使用软件ntopology选用Fischer-Koch S、Octec、Diamond 3种晶胞结构(直径8 mm,高12 mm,孔隙率0.53,孔径2 mm)构建不同多孔结构的螺钉模型,在有限元分析软件abaqus里定义材料和设定边界条件进行模拟实验。然后将3种螺钉模型以锌镁合金为原料通过3-D打印制作实物部件,最后进行SBF模拟体液体外腐蚀试验和兔胫骨骨折固定体内实验,将所得结果与模拟实验比较。结果有限元分析实验中Fischer-Koch S结构应力分布最均匀,在轴向、弯曲和扭转载荷下平均位移最小,表明可有效降低应力屏蔽效应促进骨骼愈合。体外实验中Fischer-Koch S结构螺钉腐蚀速率最低(0.4 mm/a),通过Mari3TES型扫描电镜观察试样的腐蚀形貌变化较不明显,压缩弹性模量(9.1 GPa)最接近人骨,表明最适合作为骨植入材料。体内实验中,Fischer-Koch S结构螺钉样本中所提取的新生骨质量最大且体积分数最高(35%,30 d),表明有效促进骨折愈合。结论不同多孔结构的锌镁合金螺钉的腐蚀性能不同,作为骨植入物时的力学性能也不同。通过调整螺钉的多孔结构,可以实现更好的生物相容性和力学性能,为骨科植入物的设计和应用提供了新的思路和方法。

关键词： 镁合金   微弧氧化   耐蚀性   成膜过程  

摘要： 利用脉冲微弧氧化技术对AZ31镁合金进行了表面陶瓷化处理,并研究了微弧氧化膜的表面形貌、物相组成、耐蚀性能及成膜过程。结果表明:微弧氧化膜表面为多孔状结构,主要由Mg(OH)2、MgO、Mg2SiO4和MgAl2O4相组成;微弧氧化处理后,镁合金的耐蚀性能明显改善;陶瓷层厚度随着氧化时间增长而增加,氧化时间过长膜层出现裂纹和微孔。

关键词： AZ61镁合金   微观组织   力学性能   耐腐蚀性  

摘要： 研究了添加0.5%Si_(3)N_(4)(质量分数)对车用AZ61镁合金微观组织、力学性能以及耐腐蚀性能的影响。结果表明添加0.5%Si_(3)N_(4)(质量分数)后,铸态和挤压态AZ61镁合金的晶粒均细化。添加0.5%Si_(3)N_(4)(质量分数)后,部分Si_(3)N_(4)与Mg,Al发生反应生成了AlN与Mg2Si,另一部分Si_(3)N_(4)以第二相的形式存在于镁合金中,铸态AZ61镁合金屈服强度由66.7 MPa提升到了73.2 MPa,抗拉强度由105.4 MPa提升到了113.3 MPa,延伸率由1.5%提升到了1.9%,与AZ61镁合金相比,分别提升了9.7%,7.4%和26.7%。添加0.5%Si_(3)N_(4)(质量分数)后挤压态AZ61镁合金屈服强度由145.0 MPa提升到了162.7 MPa,抗拉强度由274.6 MPa提升到了284.2 MPa,延伸率由16.0%提升到了18.1%,与AZ61镁合金相比,分别提升了12.2%,3.5%和13.1%。添加0.5%Si_(3)N_(4)(质量分数)后挤压态AZ61的耐腐蚀性能也得到了提升,腐蚀电流密度由142.9μA/cm^(2)降低到了56.7μA/cm^(2)。添加0.5%Si_(3)N_(4)(质量分数)可以有效提升车用AZ61镁合金的力学性能和耐腐蚀性能。

关键词： 上颌骨重建   数字化技术   人工骨   个性化设计  

摘要： 目的 研究医用树脂和羟基磷灰石复合型(EH)人工骨材料在个性化重建上颌骨缺损中的应用效果。方法 本研究入组郑州大学第一附属医院2021年1月至2022年10月收治的7例在数字化技术引导下使用EH复合型人工骨接受上颌骨重建的患者,并对其手术前后的基本资料、影像学资料及相关的临床资料进行分析。年龄27~66岁,中位年龄49岁。术后随访时间为5~22个月。结果 6例患者未发生任何术后并发症,对外观和功能结果满意。1例患者在术后第7个月时因为人工骨的暴露并反复感染而最终选择取出该植入物。结论 EH复合型人工骨可以修复上颌骨不同程度的缺损,重建上颌骨的形状。

关键词： 骨支架   细胞内生   生物学性能   新生血管   数据库检索   骨组织   生物相容性   极小曲面  

摘要： 目的探究三周期极小曲面的孔隙结构对骨支架力学性能和生物学性能的影响。有助于优化骨支架性能,提高骨支架的生物相容性和力学性能,指导其设计和制备,以促进骨组织的再生和修复。方法以bone scaffold、Triply Periodic Minimal Surface、TPMS、pore等检索词在Pubmed、Web of Science、Elsevier Science Direct等数据库检索2017~2023年的文献;以“骨支架”“三周期极小曲面”“TPMS”“孔隙”为检索词检索中国知网、万方及维普2017~2023年的文献,最终纳入37篇文献进行参考并综述。结果三周期极小曲面结构具有较高的孔隙率,可以提供更多的空间用于细胞内生长和新生血管的形成,这有助于细胞的迁移、增殖和分化,促进骨支架与周围组织的生物活性和生物相容性,机械强度随着孔隙率的增加而下降,但满足松质骨修复的力学性能要求。结论三周期极小曲面结构应用于骨支架的设计中,可以增加骨支架的表面积和孔隙率,促进细胞的附着、生长和新生血管的形成,同时调节骨支架的力学性能,提高骨支架的生物活性和生物相容性,有助于骨组织的修复和再生。

关键词： 烧伤创面   感染型   细菌生物膜   生物相容性   水凝胶   黏附性能   原位合成法  

摘要： 目的烧伤作为一种典型的慢性创面,极易引发细菌生物膜感染。本文制备了一种生物膜响应型可黏附性抗生物膜水凝胶(PAM/DA-HA/MXene/Cu In S2)用于生物膜感染型烧伤创面再生。方法通过自由基交联制备PAM/DA-HA水凝胶,通过原位合成法制备MXene/Cu In S2异质结,通过氢键将异质结交联于PAM/DA-HA水凝胶中。研究了其力学性能、黏附性能、抗菌性能、生物相容性以及创面愈合能力。结果研究表明此水凝胶具有良好的抗拉强度(33.07±2.61 k Pa)和断裂伸长率(182.26±39.65%),同时表现出良好的抗菌性能(抗菌率达99.56±0.26%)、抗生物膜能力、生物相容性以及促进细胞迁移能力,可促进烧伤创面愈合。结论本文制备的PAM/DA-HA/MXene/Cu In S2水凝胶具有良好的力学性能、黏附性、抗生物膜能力以及促进细胞迁移能力,可移除细菌生物膜并且促进烧伤创面修复。

关键词： 搅拌摩擦焊   厚板铝合金/镁合金接头   金属间化合物   局部强冷  

摘要： 厚板铝合金/镁合金在搅拌摩擦焊(FSW)时接头界面沿板厚方向存在严重的温度分布差异问题,导致接头界面组织分布极不均匀,接头成形较为困难。减小接头界面沿板厚方向温差成为改善厚板铝合金/镁合金FSW接头成形的关键之一。本工作选取15 mm厚的5A06-H112铝合金和AZ31B-O镁合金板材进行异种材料FSW,采用液氮喷洒于焊缝上表面进行局部强冷,利用EBSD和TEM获得焊接接头物相分布和晶粒取向散布,研究了铝合金/镁合金接头搅拌区(SZ)两侧界面处金属间化合物(IMCs)的析出行为。结果表明,在空冷和液氮冷却2种条件下SZ的铝合金侧主要析出Al_(3)Mg_(2)相;镁合金侧主要析出Al_(12)Mg_(17)相,且在上部界面处与Mg发生了共晶反应;焊缝表面局部强冷,降低了接头各位置的峰值温度和高温停留时间,有效抑制了IMCs的析出和低熔点共晶的形成。不施加表面冷却时,铝合金侧界面上部和中部附近的SZ中主要析出Al_(3)Mg_(2)相,底部SZ中则为细小的等轴铝合金晶粒;镁合金侧界面上部的SZ中则主要析出了Al_(12)Mg_(17)相,并与Mg形成低熔点共晶,且在共晶区与SZ中的铝合金之间析出Al_(3)Mg_(2)薄层,中部和下部SZ与镁合金之间析出了界线分明、由Al_(3)Mg_(2)层和Al_(12)Mg_(17)层组成的IMCs叠层,且中部的IMCs叠层总厚度远大于峰值温度较低的底部处IMCs叠层厚度,其中Al_(3)Mg_(2)层厚度减薄更为明显。当在焊缝表面施加液氮冷却时,铝合金侧界面上部的SZ中除了析出Al_(3)Mg_(2)相外,还有少部分Al_(12)Mg_(17)和铝合金晶粒,而界面中部和底部SZ中均为等轴状的铝合金晶粒;在镁合金侧界面处,各部位IMCs析出行为与不施加表面冷却时相似,但界面上部析出的Mg+Al_(12)Mg_(17)共晶层和Al_(3)Mg_(2)层、中部和下部SZ界面IMCs叠层总厚度明显减小,Al_(3)Mg_(2)薄层厚度降低更为显著。应变速率对IMCs的析出有显著影响,表现为界面层实际厚度远大于由扩散定律计算的理论厚度。

关键词： 聚氨酯   生物医用   生物相容性  

摘要： 对聚氨酯材料进行结构功能化设计,能够不断优化材料的可降解性、生物相容性、抗菌性与力学性能,使其在组织工程、医疗器械、药物传递等方面得到良好应用,成为生物医学领域的理想材料之一。随着医用聚氨酯相关研究的不断深入,功能型、创新型聚氨酯在生物医学领域的应用空间将得到进一步拓展,成为医疗产业创新发展的重要支撑。

关键词： 坩埚熔炼   往复挤压   镁合金   力学性能  

摘要： 由于镁合金板具有高强度和防火特性,可用于声音隔离和保温材料,在高层建筑领域得到广泛应用。通过坩埚进行熔炼制备得到Mg-5Sn-Si镁合金,并对其进行300℃下往复挤压,研究挤压道次对力学性能的影响。结果表明:试样的力学性能随着挤压道次的增加而提高;随着晶粒尺寸的不断减小,多晶组织中形成了更多的晶界,达到强化材料组织的效果;随着挤压道次增加,细化强度现象更加明显,细小韧窝内形成更多球形Mg2Sn颗粒,进步一增强力学性能。