关键词： 流体切应力   流体剪切力   Ⅰ型胶原   傅里叶红外光谱   生物相容性   生物医用材料   骨修复材料   胶原纤维  

摘要： 目的模拟胶原体内自组装过程,探讨流体切应力在胶原自组装中的作用,为开发具有良好生物相容性和生物力学性能的新型骨修复材料提供理论依据。方法使用浊度实验、天狼猩红染色、动态光散射、扫描电镜、傅里叶红外光谱等多种检测手段对Ⅰ型胶原的自组装过程、分子结构、纤维形貌等进行表征。借助锥板黏度计施加4个不同大小的恒定流体剪切力,通过天狼猩红染色、黏度测定、圆二色光谱、扫描电镜、原子力显微镜等手段探究流体剪切力对胶原自组装过程的影响。结果实Ⅰ型胶原的自组装动力学过程包括成核、生长、平衡3个阶段。胶原溶液浓度越大,组装速度越快,纤维粒径值越大。在流体切应力的作用下,胶原分子链之间的作用力被削弱,纤维粒径值减小,刚性减弱,且在切应力作用下,胶原纤维更易朝单一方向进行组装,形成有序结构。结论成功在体外构建了化学-力学耦合体,更真实地模拟了胶原体内自组装过程。研究结果对于新型骨修复材料的开发和应用具有重要的指导意义,有助于提高生物材料的生物相容性和力学性能,促进生物医用材料等相关领域的发展。

关键词： 镁合金   轻量化   商用车   仪表板管梁  

摘要： 随着新能源在卡车领域的迅速发展,商用车车身轻量化以及外观品质也越来越受到重视。镁合金具有密度低、压铸性能优良等众多优点,在乘用车仪表板管梁等结构件已规模应用,但是在重卡领域仍是空白。文章通过采用压铸一体成型镁合金配合使用铝合金冲压件的方式,设计开发了一款重卡镁合金仪表板管梁取代原钢制管梁。结果表明,与钢制材料相比,镁合金仪表板管梁重量减少了53%,在制动、转弯及垂向冲击工况下仪表板强度安全系数分别提高了10%、30%、50%,刚度提升了30%。

关键词： 镁合金   微弧氧化   层状双金属氢氧化物   疏水性   耐蚀性  

摘要： 通过一步水热法在ZK60镁合金表面微弧氧化(MAO)膜层上制备了肉豆蔻酸(MA)修饰的Mg-Al层状双金属氢氧化物(LDH)复合膜层,通过场发射扫描电镜(FE-SEM)、X射线衍射仪(XRD)和傅里叶红外光谱仪(FTIR)分析了膜层的微观形貌、物相成分及结构,通过接触角测定仪及电化学工作站分析了膜层的润湿性及耐腐蚀性能。结果表明:制备的MA/LDH膜层成功封闭了MAO的微孔,水热温度为120℃时制备的MA/LDH/MAO复合膜层表面LDH片层较为完整均匀,其接触角最大,为143.42°。ZK60、MAO膜层及不同水热温度制备的MA/LDH/MAO复合膜层的耐蚀性由大到小依次为MA/LDH/MAO-120>MA/LDH/MAO-110>MA/LDH/MAO-130>MAO>ZK60,这归因于MA/LDH/MAO-120膜层具有均匀完整的LDH结构及MA插层/表面修饰LDH作用,可有效提高ZK60镁合金的耐蚀性能。

关键词： 骨组织修复   骨再生   生物学性能   人体骨骼   生物相容性   生物实验   合成聚合物   细胞迁移  

摘要： 骨组织工程支架的材料对骨组织再生的成功率有很大影响,作为骨组织修复重建的组织工程载体材料,要求其具有良好的力学性能,生物相容性和可控的生物降解性等。常用的材料有很多,例如β-TCP,它是一种陶瓷材料,具有很好的生物相容性,但是其易碎且难以加工,力学性能较差。PLLA(聚乳酸)是一种高强度的合成聚合物,它有很高的强度、韧度是人体骨骼等需要高力学性能的组织中使用的可生物降解高分子材料之一。为了满足骨组织修复材料的力学性能和生物学性能要求,混合上述两种材料,使用自主研发的生物3D打印机设备成功制备了4种骨支架(纯PLLA、30%β-TCP、50%β-TCP、和70%β-TCP),并通过体外细胞实验评估其对骨再生应用的适用性。利用生物3D打印机制备骨支架具有以下优点:支架具有合适的孔径和孔隙率。此外,支架具有相互连接的孔,有助于细胞迁移和易于营养物质和废物的扩散。通过体外生物实验得到,β-TCP对细胞增殖的影响很小,但对骨细胞分化有显著的效果。研究结果表明,PLLA/β-TCP支架可以用作骨再生的支架。

关键词： 锻压态Mg-6Al-4Sn-Ti镁合金   钛含量   耐磨损性能   耐腐蚀性能   机械壳体  

摘要： 为了研究钛(Ti)含量对锻压态机械壳体Mg-6Al-4Sn-Ti镁合金耐磨损性能和耐腐蚀性能的影响,优化Mg-6Al-4Sn-Ti镁合金中的钛含量,制备了锻压态Mg-6Al-4Sn-xTi(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5(质量分数,%))镁合金试样,并进行了合金显微组织、耐磨损性能和耐腐蚀性能的测试与对比分析。结果表明:合金元素Ti有助于细化锻压态Mg-6Al-4Sn镁合金晶粒、提高合金耐磨损性能和耐腐蚀性能。随着合金元素Ti含量从0逐渐增加到0.5%,合金晶粒先细化后粗化,磨损体积先减小后增大,腐蚀电位先正移后负移,耐磨损性能和耐腐蚀性能均先提高后下降。与不添加Ti的锻压态Mg-6Al-4Sn镁合金相比,添加0.3%Ti的锻压态Mg-6Al-4Sn-Ti镁合金磨损体积减小幅度达21%、腐蚀电位正移幅度达13%。锻压中机械壳体Mg-6Al-4Sn-xTi镁合金的合金元素Ti含量优选为0.3%。

关键词： 镁合金   钛合金   电阻点焊   TiFeCoCrNi中间层   拉剪载荷  

摘要： 以TiFeCoCrNi高熵合金粉末为中间层,对镁/钛异种材料进行电阻点焊,采用扫描电镜、X射线衍射仪和电子万能试验机等研究了接头的组织结构、物相和力学性能,分析了接头的界面反应扩散行为。结果表明:接头依次由镁合金母材、α-Mg+Al_(2)FeCo、FCC+η、Ti_(3)Al+FCC+η和TC4母材组成。镁合金中的Al元素扩散进入高熵合金中间层生成Al_(2)FeCo,钛合金中的Ti、Al元素扩散进入高熵合金中间层生成Ti_(3)Al,且两界面区均由固溶体和化合物的混合组织组成,提高了接头性能。在焊接电流为18.8~24.5 kA、焊接压力为4.06~7.83 kN、焊接时间为6~24 cycles的工艺范围内,接头强度在2.4 kN以上;在焊接压力为5.13 kN、焊接电流为21.7 kA、焊接时间为20 cycles时,接头的拉剪载荷最大,为5.368 kN。

关键词： 金属材料   工程结构材料   镁合金   交通运输业   轻量化材料   减振性   散热性能   节能减排  

摘要： 产品轻量化已成为当今时代交通运输业贯彻落实双碳政策的发展趋势,通过装备轻量化不仅能节能减排,且能升级运载能力。轻量化材料涉及多种工程金属材料,其中镁合金作为最轻的工程结构金属材料,被誉为“21世纪绿色的工程结构材料”。其具有密度小、减振性优、电磁屏蔽性佳、散热性能好等系列优点,因此在结构轻量化方面应用表现出很好潜质。镁合金作为具有巨大发展前景的冶金新材料,其在交通工具轻量化方面展示出独特优势。

关键词： 生物可降解   合成纤维   复合纤维   纺丝   生物相容性  

摘要： 介绍当前研究的几种生物可降解材料结构、性能及其纤维的制备方法和应用。针对研究较热的聚乳酸、聚羟基脂肪酸酯、聚对苯二甲酸⁃己二酸丁二醇酯、聚丁二酸丁二醇酯和聚乙交酯纤维,概述了其研究开发进展,并分析了其性能特点和不足;结合目前复合纤维的发展情况,探究了几种常见的生物可降解复合纤维的性能和研究现状。认为:通过材料的共聚、共混、复合、改性及纺丝工艺的优化等方式,可以改善纤维的可纺性能,降低生产成本,加大规模化生产,促进生物可降解纤维的应用和发展。

关键词： ZM6   镁合金   铸造工艺   浇注系统   激冷系统   缺陷  

摘要： 采用初始铸造工艺试制的ZM6镁合金“Z”字型复杂薄壁筒形壳体铸件出现夹渣、疏松缺陷。对缺陷产生的原因进行分析后,通过对铸件浇注系统和激冷系统的优化设计,确定了合理的工艺方案。采用优化后的铸件成型工艺方案,最终解决了铸件的夹渣、疏松缺陷问题,且铸件内部、外观品质均符合技术要求,取得了良好的技术经济效果。

关键词： 镁合金   陶化膜   环保   前处理   耐腐蚀性  

摘要： 陶化膜作为替代磷化的预处理工艺,操作简单,无需加热,能耗低,成膜时间短,不排放有害物质和残渣,解决了磷化膜的成本和环保问题。目前陶化膜已经在钢铁、铝合金等基材上实现了工业化应用,但在镁合金表面的研究还比较少。本文结合国内外陶化膜的研究进展,总结了陶化膜的发展历史,成膜机制,陶化膜的溶液组成及工艺参数的影响(包括成膜剂、成膜液中的添加剂、成膜液的pH、成膜时间、成膜温度、成膜液的搅拌、基体材料的影响),同时介绍了镁合金表面陶化膜的研究现状,并对未来镁合金陶化膜的研究重点进行了总结和展望。为了尽早实现陶化膜在镁合金部件的批量应用,膜层的均匀性、致密性、与漆膜的结合力等方面尚需深入研究,成膜液的维护,操作规范的制定,废水处理等这些问题尚待解决。