关键词： AZ91镁合金   脉冲电流辅助挤压   β-Mg17Al12相   动态析出   晶粒长大  

摘要： 脉冲电流辅助成形工艺具有提高成型能力及细化微观组织等优点，被广泛用到各种塑性变形过程中。然而，关于脉冲电流在动态挤压变形过程中的作用尚不明确。因此，本工作利用脉冲电流辅助挤压（EPAE）技术，研究了脉冲电流对于AZ91镁合金挤压过程中动态析出和微观组织的影响。结果表明，在能够完全动态再结晶（DRX）的临界变形条件下，EPAE工艺可以降低AZ91合金挤压过程中β-Mg17Al12相的体积分数并促使其发生球化，同时能够促进平均晶粒尺寸和最大基面织构强度的增加，且峰值电流密度越高，效果越明显。与常规热挤压相比，峰值电流密度为6.4×10～7 A/m2的EAPE工艺促使AZ91合金中β-Mg17Al12相的体积分数从76.9%降低至16.5%，平均晶粒尺寸从1.07μm增加至3.54μm，最大织构强度从3.39增加至5.92。在不均匀分布的β-Mg17Al12相的钉扎作用下，最终EPAE挤压态AZ91合金内部形成双峰组织。实验及理论分析表明，脉冲电流中热效应和非热效应的共同作用所导致的AZ91合金挤压过程中的Gibbs自由能变化量和原子扩散通量的提高是上述实验现象发生的主要原因，在促进了β-Mg17Al12相的溶解及其附近Al溶质原子均匀分布的同时提高了晶界迁移速率。同时，脉冲电流可以通过其漂移电子对基面滑移的加速作用促进β-Mg17Al12相颗粒贫乏区中晶粒的旋转。

关键词： 镁合金   脑血管病   生物可降解支架   ZN20   AZ31  

摘要： 目的 探究ZN20和作为对照的AZ31对生颈总动脉内皮生长和细胞凋亡物的影响，从而评价其生物相容性和细胞毒性。方法 体外培养人脐静脉血管内皮细胞HUVEC和人神经母细胞瘤细胞SH-SY5Y，并加入ZN20和AZ31共培养。采用ELISA、pH测定和CCK-8检测ZN20对HUVEC和SH-SY5Y细胞炎性反应、细胞微环境和增殖活性的影响，并与AZ31进行对比研究。将ZN20和AZ31植入大鼠颈总动脉，Westernblot用于检测大鼠颈总动脉和大脑组织中Bax和Bcl-2蛋白表达，免疫组化用于检测大鼠颈总动脉中CD31和VE-cad表达，HE染色观察颈总动脉病理损伤。结果 ZN20不影响HUVEC和SH-SY5Y细胞培养基上清液炎症因子TNF-α、IL-6和CRP水平，而AZ31共培养7天增加HUVEC和SH-SY5Y细胞培养基上清液TNF-α和IL-6水平。ZN20共培养的SH-SY5Y和HUVEC细胞培养液pH值于培养第1-3天逐渐升高，随后降低；AZ31共培养的SH-SY5Y和HUVEC细胞培养液pH值在培养过程中处于较高水平。ZN20对SH-SY5Y细胞增殖存在抑制，但细胞总体仍为增殖状态，AZ31对SH-SY5Y细胞有更明显的抑制作用；ZN20对HUVEC细胞的增殖无明显影响，而AZ31对HUVEC细胞增殖有更明显的抑制性。植入ZN20降低大鼠颈总动脉和大脑组织中Bax蛋白表达，并增加Bcl-2蛋白表达；植入AZ31增加大鼠颈总动脉和大脑组织中Bax蛋白表达并降低Bcl-2蛋白表达；植入ZN20增加大鼠颈总动脉CD31表达而不影响VE-cad表达，植入AZ31增加大鼠颈总动脉VE-cad表达而不影响CD31表达；植入ZN20后大鼠颈总动脉内膜轻度增生且中膜和外膜厚度减少，植入AZ31后大鼠颈总动脉内膜减少且可见内膜和中膜缺失。结论 ZN20具有良好的生物相容性以及较低的细胞毒性，其降解对细胞微环境产生的影响较小，是脑血管支架的理想材料。

关键词： 镁合金   微合金化   耐腐蚀性能   Al   Sm   相  

摘要： 镁合金因自身耐腐蚀性能较差限制了其在工业领域的应用,微合金化是改善镁合金耐腐蚀性能的一种经济高效的手段。采用微合金化的方法制备新型镁合金Mg-0.5Zn-0.4Mn-0.4Sm-0.4Al（合金A）和Mg-0.5Zn-0.4Mn-0.4Sm-1.2Al（合金B）,借助扫描电镜（SEM）、能谱仪（EDS）、失重和析氢实验研究了新型合金的显微组织及耐腐蚀性能。结果表明,合金A和B的显微组织均由-Mg基体、颗粒状Mg41Sm5相和树枝状Al11Sm3相组成,其中Al11Sm3相沿晶界富集,Mg41Sm5相弥散分布在晶粒内部。与合金A相比,合金B中Al11Sm3相的数量较多,晶粒尺寸较小,耐腐蚀性能更好。

关键词： 综述   镁合金特性   电弧增材制造技术   成型质量   微观组织性能   耐腐蚀性能   制造缺陷  

摘要： 在设备轻量化与设备高端化并进的背景下，镁合金作为轻质合金，其年消耗量也在逐年增加。因具有高沉积速率、加工灵活性等特点，电弧增材制造技术（WAAM）成为制备高性能镁合金的重要手段，为此，对国内外镁合金电弧增材制造的研究和应用现状进行了梳理。首先，对镁及其合金的特性进行了总结（其具有轻质、高比强度、良好的加工性能等特点），这些特点使镁合金在交通、医疗及航空航天等领域展现出了巨大的应用潜力；其次，对电弧增材制造技术的分类进行了介绍，并对不同WAAM工艺的特点进行了比较分析；最后，针对镁合金电弧增材制造技术的研究现状，详细阐述了成型质量、微观组织性能、耐腐蚀性能、常见缺陷（如气孔、热裂纹、残余应力较大）的成因，以及针对这些制造技术缺陷的解决方案。展望未来，镁合金电弧增材制造技术进一步研究与改进的方向可以聚焦以下几个核心领域：一是优化制造过程中的热积累和冷却速率；二是创新镁合金焊丝的成分设计；三是对制造完成后的热处理工艺进行深入研究。

关键词： 医用镁合金材料   文献计量分析   可视化   共被引   研究热点   CiteSpace   工程化材料  

摘要： 背景：医用镁合金材料相关研究成果逐年增多，然而医用镁合金材料领域的文献尚未通过计量学分析进行系统评估。目的：展示医用镁合金材料的研究现状，探讨该领域研究趋势与热点。方法：以Web of Science核心集数据库为文献来源，检索2014-2024年医用镁合金材料的相关文献。运用CiteSpace软件，以作者、国家、机构、期刊、关键词及共被引为节点，生成知识图谱并进行可视化分析。结果与结论：(1)近10年医用镁合金材料的发文数量呈稳定增长趋势，其中中国发文量最多，是该领域的中坚力量，但发文质量和国际影响力还需进一步提高；中国科学院和北京大学是该领域研究的先锋机构，构建的合作网络涵盖国内外众多知名机构；期刊《BIOACT MATER》的爆发强度最大，未来该期刊的领域影响力将进一步扩大。(2)医用镁合金的微观结构、降解行为、生物相容性、机械性能及耐腐蚀性是近年来的研究热点；合金化技术作为赋予医用合金材料多元化特性的关键途径，成为科研人员探索的研究重点。(3)通过综合运用多种改性手段来初步调控医用镁合金材料的降解模式以获取合适的降解速度，可能是未来的研究趋势。未来应针对特定应用场景，在“精准生物适配”理念的指导下，实现镁合金设计从单一材料设计向结构和功能整体设计的转变，定制化开发镁合金制品。

关键词： 镁合金   双辊铸轧   中心偏析   凝固理论   有限元模拟  

摘要： 双辊铸轧技术由于其亚快速凝固和短流程、高生产率的特点是制备镁合金板材的理想选择。但因其生产的板材不可避免的会存在中心偏析情况,对材料性能产生影响,且在后续热处理中难以去除,是制约镁合金板材发展的主要障碍之一。为减弱材料的中心偏析,通过实验探索中心偏析机理的方法效率较为低下,随着理论模型和计算机技术的发展,通过数值计算及数值模拟预测的方法被广泛应用,且该方法对温度场、浓度场、流场的预测准确性已被证实。本文综述了通过凝固模型计算及有限元模拟在预测中心偏析中的应用,分析了中心偏析的形成机理及多种影响因素,最后对两种方法做出评价,并对其在中心偏析预测领域的发展方向进行展望。

关键词： 梯度玻璃分级超透氧化锆   生物相容性   超透氧化锆   透明氧化锆   细胞毒性   溶血率   生物材料   工程化口腔材料  

摘要： 背景：前期研究通过2次烧结法将玻璃材料渗透入5Y-PSZ超透氧化锆中，制备了能保持高透明性且抗弯强度较高的5Y-PSZ-YGI梯度玻璃分级超透氧化锆材料。目的：评估5Y-PSZ-YGI梯度玻璃分级超透氧化锆材料的体外生物相容性。方法：（1）通过2次烧结将玻璃材料渗透入5Y-PSZ超透氧化锆中，制备5Y-PSZ-YGI梯度玻璃分级氧化锆。将5Y-PSZ-YGI梯度玻璃分级超透氧化锆（或5Y-PSZ超透氧化锆、3Y-TZP透明氧化锆）置入含体积分数10%胎牛血清DMEM培养基中12,24,72 h，培养基与试样表面积比为3 mL/cm2，得到12,24,72 h材料浸提液。（2）将小鼠成纤维细胞L929培养24 h后弃原培养基，分7组培养：对照组更换为含体积分数10%胎牛血清DMEM培养基，其余6组分别更换为3Y-TZP透明氧化锆24 h浸提液、5Y-PSZ超透氧化锆24 h浸提液、5Y-PSZ-YGI梯度玻璃分级超透氧化锆24 h浸提液、3Y-TZP透明氧化锆72 h浸提液、5Y-PSZ超透氧化锆72 h浸提液、5Y-PSZ-YGI梯度玻璃分级超透氧化锆72 h浸提液。培养1,3,5 d后，显微镜下观察细胞生长，通过CCK-8检测得到细胞增殖率，判定细胞毒性。（3）将人抗凝血分别与5Y-PSZ-YGI梯度玻璃分级超透氧化锆、5Y-PSZ超透氧化锆、3Y-TZP透明氧化锆混合，0.5 h后检测溶血率。将人抗凝血分别与3Y-TZP透明氧化锆12 h浸提液、5Y-PSZ超透氧化锆12 h浸提液、5Y-PSZ-YGI梯度玻璃分级超透氧化锆12 h浸提液混合，0.5 h后检测溶血率。结果与结论：（1）显微镜下可见，随着培养时间的延长，各组细胞数量增加，并且各实验组细胞形态与对照组基本一致。3Y-TZP透明氧化锆24 h浸提液组培养第1天的细胞毒性分级0级，其余实验组在各个时间段的细胞毒性分级均为1级。（2）无论是材料还是材料浸提液均未引起明显的溶血反应，溶血率均低于5%。（3）结果表明，5Y-PSZ-YGI梯度玻璃分级超透氧化锆对小鼠成纤维细胞L929生长增殖无明显影响，并且不会与人血发生溶血反应，具有良好的体外生物相容性。

关键词： 硼掺杂碳量子点   镁合金   微弧氧化   溶胶凝胶   防腐   腐蚀预警  

摘要： 目的 提高镁合金的耐腐蚀性能且实现腐蚀预警，提高使用使命，监测服役状态。方法 以AZ91D镁合金为基体，通过引入对Mg2+有着高选择性的荧光探针硼掺杂碳量子点（Boron-dopedCarbonquantumDots，BCDs），制备了具有腐蚀预警性能的微弧氧化-溶胶凝胶碳量子点（Micro-ArcOxidation-Sol-Gel-Boron-dopedCarbonquantumDots，MAO-SG-BCDs）复合涂层。采用傅里叶红外光谱、拉曼光谱、荧光光谱等手段研究BCDs的结构、成分及对镁离子及镁合金腐蚀表面的荧光性质。通过X射线衍射、扫描电子显微镜、荧光显微镜、电化学测试等方法对复合涂层的结构和性能进行研究。结果 随着在3.5wt.% NaCl腐蚀溶液中浸泡时间的增加，与未掺杂BCDs的微弧氧化-溶胶凝胶（Micro-ArcOxidation-Sol-Gel，MAO-SG）涂层样品相比，MAO-SG-BCDs表面在紫外光照射下逐渐呈现出蓝色荧光。浸泡7 d后，MAO-SG-BCDs复合涂层的腐蚀产物膜更加致密均匀，且低频区阻抗值高于未掺杂BCDs的样品，其腐蚀电位有所提升，腐蚀电流密度、腐蚀速率均降低2个数量级，表明BCDs可以有效提升涂层的耐蚀性能。结论 BCDs可作为镁合金腐蚀预警的荧光探针材料，将其添加到微弧氧化和溶胶凝胶复合涂层中，不仅可提升镁合金AZ91D的耐蚀性能，还兼具对基体的腐蚀荧光预警响应。本研究为开发有效的镁合金腐蚀预警材料及智能防腐涂层提供了新的思路。

关键词： 镁合金   化学转化   钼-钛-锰   高温高湿环境   失效分析  

摘要： [目的]分析AZ91D镁合金表面Mo–Ti–Mn导电转化膜在“双85”湿热(指温度85 ℃、相对湿度85%)环境中的失效行为，为开发性能更好的导电膜层提供依据。[方法]研究了Mo–Ti–Mn转化膜在湿热试验不同试验不同时间后的形貌、耐蚀性、表面接触电阻(ECR)及禁带宽度变化情况。[结果]随着湿热试验时间的延长，Mo–Ti–Mn转化膜的颜色逐渐变浅，微裂纹变宽，耐蚀性变差，接触电阻和禁带宽度增大。[结论]在湿热环境下，水汽渗入膜层的微裂纹中，与膜层和镁合金发生电化学反应，随着时间的推移，原本致密的膜层开始变得疏松，电化学腐蚀反应加速，膜层最终丧失导电性和防护性。

关键词： 镁合金   增材制造   粉末床增材制造   工艺优化   性能优化  

摘要： 镁合金是最轻的金属结构材料，具有密度低、比强度、比刚度高、可降解等优点。传统的镁合金制造方式（铸造、挤压等）难以一步制备复杂的几何形状，后续需要二次加工，且存在气孔、氧化物夹杂等缺陷，力学性能较差。粉末床增材制造（PBAM）作为一种快速成形技术已被广泛用于制备复杂结构金属构件，为镁合金的开发及应用提供了平台。探讨了PBAM过程中镁合金的成形缺陷，并总结了其性能特征；其次，研究了PBAM工艺参数与镁合金成形性和性能之间的关系；其次，介绍了不同后处理方法对PBAM制备的镁合金显微组织和机械性能的影响；最后，展望了PBAM镁合金的未来潜在应用。