标准号: T/CSAE 197-2021

关键词： 镁合金   顶管轧制   组织演变   力学性能  

摘要： 目的研究顶管轧制工艺中不同压下率对ZK60镁合金管材显微组织和力学性能的影响,为顶管轧制工艺制备镁合金管材提供借鉴和指导。方法基于有限元模拟及顶管轧制实验,对不同压下率下的模拟及实验结果进行对比验证,分析不同压下率下的镁合金管材轧制过程以及过程中的组织演变规律。结果随着压下率的增加,管材整体应变呈上升趋势,并从外到内递减。在压下率为45%时,累积应变达到峰值,晶粒得到明显细化。轧制后材料的强度由273 MPa提升至377 MPa,伸长率由29%下降至10%。结论使用顶管轧制工艺完全可以制备ZK60镁合金薄壁管材,这为高强薄壁镁合金管材的制备提供了一种新的方法和途径。

关键词： Mg-Nd-Zn-Zr合金   DCPD涂层   血管新生   成骨分化   骨再生   骨组织工程  

摘要： 目的·研究含有钙磷涂层(CaHPO4·2H2O,DCPD)的JDBM(Mg-Nd-Zn-Zr)镁合金支架体内外促血管新生和骨缺损修复的生物学效应。方法·应用模板复制法和化学沉积法构建JDBM-DCPD和JDBM-MgF2支架,使用微型CT(micro-CT)和扫描电子显微镜检测2种支架的表征。在支架表面种植骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cell,BMSC)并通过CCK-8实验及细胞黏附实验观察支架对细胞的生物相容性。通过Transwell细胞迁移实验和成管实验检测支架浸提液对内皮细胞系***926细胞迁移和成管能力的影响,并通过免疫荧光染色进一步观察血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)的分泌情况;通过碱性磷酸酶和茜素红染色检测浸提液对BMSC成骨能力的影响。构建SD大鼠股骨髁临界性骨缺损模型并植入支架,术后8周通过Microfil血管灌注、micro-CT扫描、组织切片染色等方法评估JDBM-DCPD支架的促血管新生及促成骨能力。结果·JDBM-DCPD支架的主孔径为400~450μm,钙磷颗粒均匀分布在孔壁上,大小为15~25μm。BMSC能够在JDBM-DCPD支架表面黏附且生长良好。与对照组和JDBM-MgF2支架浸提液相比,JDBM-DCPD支架浸提液在体外能够显著促进***926内皮细胞迁移、成管以及VEGF的表达,同时可显著增强BMSC早期和晚期成骨分化。体内植入8周后,JDBM-DCPD支架促进缺损区血管和新骨再生作用显著优于JDBM-MgF2支架。结论·JDBM-DCPD支架在体内外实验中展现了优良的成血管效应,特别是在体内植入后可以实现早期血管化,从而更加有效地促进骨再生。

关键词： 镁合金   阻燃   合金化  

摘要： 镁合金在熔炼和热加工过程中具有很强的氧化性,目前主要的保护措施有熔剂保护、气体保护和合金化阻燃三种方法。合金化阻燃是最理想保护措施,通过目前合金化阻燃的基本原理及研究进展,指出合金化阻燃和无污染气体复合保护是外来镁合金阻燃方向发展的趋势。

关键词： 镁合金   水滑石膜   制备方法   耐蚀性  

摘要： 镁合金具有一系列优异的性能而被应用于许多领域,但在实际环境中镁合金易受到腐蚀,需要对其表面进行防护。水滑石具有酸碱双性、可调控性、记忆效应、层间阴离子可交换性和热稳定性,近年来受到研究者的青睐。基于这些特性研究者开发了使用阴离子交换法和水热法制备不同特性的水滑石膜,通过两步法、电场辅助、超声辅助提升膜层制备效率,水滑石膜能够有效阻挡腐蚀介质与基体的直接接触,但可能出现膜层结合力不强、致密性不够等问题。为了进一步提升水滑石膜的耐蚀性,后来根据缓蚀剂表面修饰改性、低表面能物质修饰改性和复合膜制备等对水滑石膜进行改性工艺的研究。最后对水滑石膜的发展趋势及应用前景做出了展望。

关键词： 体育器械   镁合金   性能  

摘要： 由于镁合金具有质量轻、强度大、消震性能好等优势,能够作为体育器械的制造材料,并且相比于传统的体育器械材料,镁合金能够提高器械的性能,有助于提高使用者的运动水平。所以镁合金在体育器械中具有非常广泛的应用。由于人类对体育器械性能要求不断提高,镁合金的性能也需要相应提高。文章对镁合金制备及其性能进行分析,通过对镁合金基材进行等离子熔覆处理,使用两种不同复合涂层,分别为TiB_(2)-TiC:Al=2:1和TiB_(2)-TiC。然后研究镁合金基体、TiB_(2)-TiC和TiB_(2)-TiC:Al=2:1改性层的硬度、耐摩擦性和抗腐蚀性。实验结果表明:通过显微硬度测试,熔覆层的硬度最高,且结合区和熔覆层的硬度都大于镁合金基体;通过摩擦磨损测试,镁合金基体的磨损失重最大,经过表面改性的镁合金具有更好的耐磨性能;通过电化学性能测试,经过表面改性的镁合金具有更好的抗腐蚀性能,且TiB_(2)-TiC:Al=2:1涂层抗腐蚀最强,其次为TiB_(2)-TiC涂层,镁合金基体的抗腐蚀性最弱。改性之后的镁合金具有更强的耐腐蚀性和抗摩擦性能,作为体育器械的材质能够提高器械的使用寿命和使用性能。

关键词： 髋关节假体   股骨近端   髋关节置换术后   个性化定制   电子束熔炼   短柄假体   人工骨   体外实验  

摘要： 目的髋关节假体的个性化短柄设计及表面粗糙度都被认为是影响植入效果的重要因素。通过体外实验观察不同粗糙度的个性化短柄假体在植入后的生物力学效应。方法采用已验证的个性化定制方法,设计光滑实体柄与电子束熔炼处理的涂层柄假体各两组。植入人工骨模拟髋关节置换术后,扫描CT观察植入情况。施加2300 N载荷模拟人体重量。

关键词： 感染性骨缺损   骨组织工程   骨修复   骨支架材料   抗菌材料  

摘要： 严重开放性骨折、骨科术后感染、急慢性骨髓炎所导致的感染性骨缺损的修复重建已成为临床医生面临的巨大挑战,抗菌人工骨支架材料有望用于治疗感染性骨缺损。在抗菌骨组织工程中,抗菌成分具有很重要的作用。应用于抗菌人工骨支架材料的抗菌剂包括抗生素类、无机抗菌剂类及天然抗菌剂类等。抗生素类人工骨材料由于其良好的抗菌性能及较低的开发成本得到深入研究;无机抗菌剂类人工骨因不易诱导耐药产生而成为研究热点,主要包括金属离子、纳米金属、光催化抗菌剂;天然抗菌剂类人工骨不易产生免疫排斥反应并具备较好的细胞相容性,其中动物源性抗菌剂包括氨基酸类、抗菌多肽、高分子糖,植物源性抗菌剂包括中成药等。

关键词： 镁合金   TiAlN膜   电化学腐蚀   结构   结合力  

摘要： 镁合金抗腐蚀性能差,其腐蚀电位在实用金属中最负。针对这一问题采用表面镀膜的方法,在三组镁合金基体上采用电弧离子镀方法在相同的参数下制备了Al原子掺杂的TiAlN薄膜。通过XRD和SEM研究了不同镁合金基体上薄膜的微观结构;采用电化学极化曲线、Nyquist图和腐蚀形貌分析了不同基体上薄膜的耐蚀性能,采用划痕仪得到了膜基结合强度。结果表明:薄膜由TiN、AlN和TiAlN三种物相组成,沉积在不同基体上薄膜的衍射峰强度和择优取向不同,薄膜表面形貌及粗糙度受基体前处理状态的影响,镀膜后的镁合金基体的腐蚀电位有明显的提高,腐蚀电流密度下降了两个数量级,阻抗值约为基体的25倍。其中,Al6Zn1Mg1.5Ce镀膜基体的耐蚀性能最佳,并且与基体的结合力L_(c1)大于20 N。