简介:采用射频磁控溅射法在医用钛表面制备羟基磷灰石(HA)涂层,研究HA涂层的形貌、物相、力学性能、细胞相容性和在机体内的组织相容性,分析其在骨修复中应用的可能性。结果表明:射频磁控溅射法制备的钛基HA生物涂层呈粗糙岛屿状结构,HA平均粒径为(40?2)nm、厚度为1.0~1.6μm的涂层力学性能最好,其纳米硬度高于11GPa,弹性模量大于136GPa;HA涂层可促进成骨细胞增殖,成骨细胞粘附于HA涂层表面并形成伪足铺展生长;植入实验动物体内4周后材料表面被结缔组织覆盖,血管形成;植入12周后,骨小梁形成,其内部可见破骨细胞;植入12周后与植入前相比,涂层的结合强度未发生显著变化。说明该HA涂层具有较高的成骨活性和稳定性,在骨修复方面具有良好的应用前景。
简介:研究了不同成分的二元系HA-Ti和三元系HA-BG-Ti复合生物材料的烧结收缩率、抗压强度、抗弯强度、微观结构、物相结构及化学成分等.结果表明:二元系HA-Ti复合材料烧结收缩率变化曲线一直呈下降趋势,从11.2%降至3.3%;三元系的烧结收缩率变化曲线呈"S"形,先降低后升高再降低(23.1%→16.2%→21.8%→17.1%),且HA-BG-Ti三元系复合材料的烧结收缩率普遍高于HA-Ti二元系的烧结收缩率.当钛含量达到50%~60%时,HA-Ti系复合材料的抗压强度达到最小值68MPa,而HA-BG-Ti系复合材料的抗压强度却达到最大值131MPa;二元系复合材料的抗弯强度停滞在40MPa左右,而三元系复合材料的抗弯强度曲线在钛含量为70%~75%时出现最大值64MPa;总体上,三元系的抗压强度和抗弯强度均高于二元系的抗压强度和抗弯强度.由于HA-BG-Ti复合材料中的HA-Ti相界面依托生物玻璃以复杂的强键相结合,HA-Ti系复合材料的HA-Ti相界面存在CaTiO3等脆性相,因而从理论上解释了HA-BG-Ti三元系复合材料的力学性能好于HA-Ti二元系复合材料的力学性能的原因.
简介:在经过碱热处理的纯钛表面采用溶胶.凝胶法和提拉涂覆法制备含氟羟基磷灰石(FHA).锶取代羟基磷灰石(SrHA)~相生物陶瓷涂层。采用X射线衍射检测涂层的相组成,采用扫描电镜观察涂层的形貌,采用划痕法测定涂层与基体的结合力。结果表明:所制备的涂层是均匀和致密的FHA—SrHA双相涂层;与单相FHA和SrHA涂层相比,FHA.SrHA双相涂层与钛基体的结合力明显优于SrHA涂层,略低于FHA涂层;TRIS溶液中的溶解性实验结果显示3种涂层均发生溶解和钙磷酸盐的重沉积过程,表现出良好的生物活性,但FHA.SrHA双相涂层的溶解速率远远低于单相FHA及SrHA涂层,这表明可以通过双相涂层设计来提高生物陶瓷涂层材料的植入寿命和稳定一陛。
简介:对两相铝青铜合金(Cu-10%Al—4%Fe)进行等通道转角挤压(qualhannelangularextrusion,简称ECAE)热加工处理,研究ECAE对合金微观组织及摩擦学性能的影响。结果表明,ECAE热挤压可显著细化铝青铜合金晶粒,并显著提高该合金的摩擦学性能。未经ECAE挤压处理的铝青铜合金表面具有严重的磨粒磨损特征,而经4道次挤觚处理后其表面只呈现轻微的磨粒磨损特征。铝青铜合金的摩擦因数及磨损量均随挤压道次增加而减小,这是由于晶粒细化提高了它的硬度和强度,也闪此提高其抗塑性变形能力,从而减少磨损过程中的塑性变形,提高其耐磨性能;另外,铝青铜合金抗塑性变形能力增加,减少了磨粒对其表面的犁削作用,也提高了该合金的磨损,性能。
简介:采用天然岫岩玉和人工合成含镧化合物为原料,通过高能球磨制备粒径小于2μm的镧/蛇纹石复合粉体,分析该复合粉体的热力学及结构稳定性,评价其作为润滑添加剂的摩擦学性能,并探索其减摩抗磨机理。结果表明:镧的加入能降低蛇纹石微粉的热力学及结构稳定性,使蛇纹石的羟基脱除速率更快、反应更彻底。复合微粉较单一的蛇纹石微粉具有更好的减摩抗磨性能,在CD15w/40柴油机润滑油中添加0.5%的镧/蛇纹石复合微粉时,摩擦因数和盘片磨损体积分别较基础油降低约34.2%和68.8%;磨损表面致密光滑,复合粉体颗粒直接参与摩擦界面复杂的物理和化学作用,诱发形成富含Si-O结构的氧化膜,该氧化膜与有机残留物产生正协同作用,提高摩擦副的磨损抗力及润滑性能,显著降低摩擦磨损。
简介:利用赤泥、钢渣和滑石为原料,在没有特殊添加剂的情况下,经过模压成形与烧结制备赤泥/钢渣陶瓷材料。通过高倍电镜、差热分析与x射线衍射对材料的形貌与结构进行观察与分析,并测试吸水率与抗弯强度,研究原料的成分与粒径对陶瓷材料性能的影响。结果表明,赤泥/钢渣陶瓷材料的主晶相为透辉石和钙长石。原料粉末粒度越小,陶瓷的性能越好;赤泥用量为70%时材料的性能最佳。综合考虑陶瓷砖块的性能与能源消耗,采用烧结温度为1170℃,选用粒径小于74gm的原料粉末,在赤泥、转炉钢渣和滑石的用量分别为60%~70%、20%~30%~H10%条件下制备赤泥/钢渣陶瓷材料,材料的显气孔率和吸水率都达到建筑陶瓷的国家标准(GB/T4100.2006)技术要求的0.73%和0.03%,抗弯强度超过88MPa。
简介:将铜粉和碳粉分别按质量分数为Cu-2%C和Cu-8%C配比混合,经过高能球磨得到铜-碳复合粉末,然后冷压成形,压坯在H2气氛、820℃温度下烧结2h,获得铜-石墨块体材料。采用X射线衍射、扫描电镜、透射电镜以及电导率测试仪等对高能球磨后的复合粉末和块体材料的物相组成、微观组织结构与导电性能进行分析,研究球磨时间与碳含量对铜-碳复合粉末与块体材料的组织结构及性能的影响。结果表明,铜碳混合粉末经高能球磨,得到亚稳态Cu(C)过饱和固溶体,经固相烧结后形成“蠕虫状”组织。随球磨时间延长,材料密度先增加后减小,球磨24h时密度最大,Cu-2%C和Cu-8%C材料的密度分别为7.58g/cm3和6.79g/cm3;电导率随球磨时间延长而增加,球磨72h时Cu-2%C和Cu-8%C的电导率分别为54.2%IACS和33.0%IACS。
简介:在M-2000型摩擦磨损实验机上,以GH4169合金环为配副,对以粗糙层/光滑层/树脂炭(RL/SL/RC)为基体炭的C/C复合材料和拟用作航空发动机轴间密封环的高强石墨的滑动摩擦磨损性能进行对比研究。结果表明,随着时间延长,C/C复合材料的摩擦表面逐渐形成完整、致密的摩擦膜,因而摩擦因数逐渐降低,趋于平稳,在60~180N载荷下,摩擦因数仅为0.11~0.18;而石墨材料摩擦因数在试验开始后迅速上升,达到动态平衡后保持小幅度的增长趋势,在60~180N载荷下其摩擦因数为0.23~0.28。与高强石墨相比,C/C复合材料还具有更小的体积磨损,更适用于发动机轴间密封环材料。
简介:引入“固态扩渗+轧制”的表面改性方式,即在研究镁合金薄板表面改性方法及工艺的基础上,采用固态粉末包覆热扩渗的方法,对AZ31镁合金薄板进行表面改性处理,获得研究目标材料;借助有限元软件Ls—DYNA模拟其冷轧过程,获得最优的轧制工艺参数并进行轧制实验,通过x.射线衍射(xRD)、金相显微镜、布氏硬度测量计、往复式摩擦磨损试验机和CorrTest腐蚀电化学测试系统检测材料表面的组织与性能。结果表明:轧制变形后的表面组织晶粒更加细小、均匀;耐磨性有所改善,表面硬度由HB61.4提高至HB63.5,摩擦因数由0.52变为0.6,表面摩擦磨损质量损失由0.33mg降低至0.26mg;表面耐腐蚀性能显著提高,其开路电位由-1.594V变为-1.574V,自腐蚀电位由-1.574V变为-1.38V,自腐蚀电流密度由6.2×10-3mA/cm2变为7.0×10-4mA/cm2。
简介:采用Al-3.8Cu-1.0Mg-0.75Si铝合金粉末,分别在高纯氮气、高纯氩气、高纯氢气和分解氨等4种气氛下烧结,对比研究不同烧结气氛下制备的合金致密度、力学性能、尺寸变化和显微组织等性能。同时研究高纯氮气气氛下烧结温度对合金性能的影响。结果表明,在590℃烧结温度条件下,高纯氮气气氛中烧结的合金性能最佳,密度达2.66g/cm3、致密度为97.1%,硬度为23HRB,抗拉强度为205MPa,尺寸收缩率为1.65%;高纯氢气中烧结的合金密度、硬度及强度都最低,抗拉强度为96MPa,屈服强度只有74MPa,合金组织中存在大量孔隙。随烧结温度升高,烧结坯中的液相逐渐增多,使合金烧结密度增大,强度提高,在590℃烧结的合金抗拉强度最高,为205MPa;610℃烧结时产生过烧现象,元素偏析严重,合金性能下降。
简介:首先采用高浓度湿磨法制备超细WO3-CuO混合粉末,800℃空气中焙烧90min后得到CuWO4-WO3前驱体粉末,再通过氢气还原获得超细W-Cu复合粉末。将该复合粉末与直接还原超细WO3-CuO混合粉末所得的W-Cu复合粉末进行对比,并研究还原温度对W-Cu复合粉末的微观形貌、成分与粒度的影响。结果表明:经过30h高浓度湿磨,WO3-CuO混合粉末的中位径由44.88μm降至0.28μm,焙烧后得到的CuWO4-WO3粉末平均粒径小于0.7μm且分散良好。由CuWO4-WO3还原获得的W-Cu复合粉末细小、分散均匀,还原温度对其形貌影响不大,由WO3-CuO混合粉末直接还原得到的W-Cu复合粉末由大量W-Cu纳米颗粒构成,随还原温度升高,纳米W-Cu颗粒逐渐长大。
简介:利用雾化沉积炉制备喷射成形2060高速钢沉积坯,经过锻造后再进行盐浴淬火和回火处理,研究喷射成形2060高速钢及其热处理后的组织与力学性能。结果表明:喷射成形2060高速钢沉积坯的表面较光洁,无明显的宏观偏析,晶粒较细小,晶粒尺寸约为20邮1,沉积坯的相对密度在99.5%以上;沉积坯中主要存在M6C和MC两种碳化物相,均匀弥散分布在晶界与晶内以及基体中,氧含量只有1.6×101左右。2060高速钢的抗弯强度随淬火温度升高而逐渐降低,淬火温度应低于1210℃。在1170-1190℃下淬火时可获得抗弯强度≥3000MPa、硬度≥70HRC的良好综合力学性能。