电子束快速成形技术制备医用金属多孔材料研究进展

介绍了电子束快速成形方法及其在制备生物医用金属多孔材料方面的优势。从电子束快速成形生物多孔材料中的孔结构设计,包括孔结构的力学和生物相容性设计、梯度孔结构设计,个体化金属植入体制备及多孔植入体的表面改性和临床性能评估几个方面阐述了电子束快速成形技术在国内外的研究进展情况。最后简单评述了电子束快速成形技术在制备生物医用材料中存在的不足,并展望了未来的研究趋势。     

多孔金属的固相制备方法及应用

随着社会的不断发展,多孔金属材料的研发和应用得到了广泛的关注.在众多金属多孔材料的制备方法中,固相制备在商业生产中应用最为广泛.本文总结了固相制备金属多孔材料的工艺方法,介绍了其工艺过程,阐述了制备原理、优缺点以及适用范围,并且对多孔金属的应用进行了总结,主要从结构和功能两方面应用进行了分析,指出了其发展方向.     

生物医用多孔钛及钛合金激光快速成形研究进展

多孔钛及钛合金具有良好的生物相容性和与人骨更匹配的力学性能,是人体理想的替代材料,因此其制备技术及相关性能研究引起了广泛关注。激光快速成形是一项先进的制造技术,在制备生物多孔金属材料时具有独特的优势。介绍了激光快速成形的工作原理和技术特征,根据成形工艺特点简要回顾了4种代表性激光快速成形技术(选择性激光烧结、选择性激光熔化、激光近净成形和激光立体成形)的国内外发展现状,并重点论述了这几种技术在制备生物医用多孔钛及钛合金方面的最新研究进展,最后指出了今后在该领域的主要研究工作。     

多孔金属过滤材料研究进展

多孔金属过滤分离材料广泛应用于固体,液体和气体的过滤和分离.总结了多孔金属过滤材料的研究应用现状,介绍了多孔金属过滤材料的制备工艺,分析了多孔金属过滤材料的性能,提出了多孔金属过滤材料的发展方向.     

含Al金属间化合物多孔材料的研究进展

多孔金属间化合物兼备陶瓷和金属的优点,具有低密度、高弹性模量、高导热系数、高比强度和比刚度、优异的高温抗氧化性能等优点,是一种具有很大发展潜力的新型无机多孔材料。系统地总结了Ti-Al、Fe-Al和Ni-Al三大含Al金属间化合物多孔材料制备工艺与组织结构的国内外最新研究进展、目前存在的问题以及在过滤等领域的应用前景。对三种多孔材料的制备工艺进行了详细归纳,包括元素反应法、造孔剂法、燃烧合成以及浸渍法等,重点介绍了热爆反应快速制备高孔隙率多孔材料方面的最新成果与优势;最后指出了金属间化合物多孔材料目前存在的问题以及未来的研究重点和发展趋势。     

增材制造金属点阵多孔材料研究进展

金属点阵多孔材料是一种具有复杂周期性结构的先进轻质多功能材料,由于其优异的比强度、吸声、降噪以及超材料等特性,近年来备受关注.而传统的制备工艺仅可以制造类点阵结构,难以生产复杂、精细的点阵结构,成为金属点阵多孔材料进一步应用的掣肘.近年来快速发展的增材制造(Additive manufacturing,AM)技术具有设计与制造自由度大、快速制造任意复杂几何形状零件的特点,可对金属点阵多孔材料进行微观、界观和宏观尺度晶格的多种组合进行调控,是金属点阵多孔材料制备技术的前沿.然而,增材制造金属点阵多孔材料存在残余应力大、表面粗糙度高以及局部应力集中等问题,导致其压缩脆性以及疲劳强度较低.因此,除了研究增材制造工艺参数对点阵结构性能的影响外,研究者们主要从拓扑优化以及后处理方面不断进行尝试,并获得了丰硕的成果.结合拓扑优化设计,可使得应力分布更均匀,更好地服役于不同的加载环境;梯度点阵结构的压缩强度以及能量吸收是均匀点阵结构的两倍以上;通过热处理以及化学蚀刻可以降低点阵结构的残余应力和表面粗糙度,大幅提高其点阵结构的疲劳强度.通过控制单胞结构的分级孔隙度分布、合适的后处理,有望同时实现高孔隙率、高疲劳强度和高能量吸收.本文首先陈述了增材制造金属点阵多孔材料的优势和成形准则,随后介绍了单胞形状、单胞尺寸、支柱直径、体积孔隙率等因素对点阵结构尺寸精度和表面粗糙度的影响,并归纳了这些因素对点阵结构的屈服强度、能量吸收率和疲劳强度等性能的影响.此外,总结了点阵结构的拓扑优化和后处理对其性能的影响,最后介绍了增材制造金属点阵结构存在的掣肘,并展望了其未来的研究趋势.     

激光快速成形技术的发展及其在功能梯度材料制备上的应用

激光快速成形技术集计算机辅助设计、高功率激光熔覆、快速成形于一体,通过激光熔化同步输送的金属或陶瓷粉末,在基板上逐层熔化堆积而形成致密的材料或零件.其离散/堆积的成形特点使得该技术在材料及零件制备上具有很大的柔性,通过精确控制2种或多种材料粉末的输送和相应的工艺可以实现材料组成、微观组织结构和性能的梯度分布及多种材料的集成.介绍了激光快速成形的原理、技术特点、系统组成,着重介绍了国内外采用该技术在制备功能梯度材料方面的研究开发情况,简要分析了利用激光快速成形技术制备功能梯度材料的发展前景.     

板材电磁成形技术研究进展

电磁成形是一种典型的高速率成形技术,能显著提高材料的成形性能,并已经成功应用于金属板材成形领域,获得了很好的成形效果.为了能够继续扩大电磁成形技术在板材成形方面的应用,对目前板材电磁成形技术研究进展进行了综述.首先介绍了电磁成形工艺的原理与主要特点;分析了目前电磁成形技术、电磁辅助冲压成形技术在金属板材成形方面的研究进展;提出了电磁成形技术在应用研究方面存在的主要问题,并展望了该技术的发展趋势;最后,分别从成形材料和成形工艺两个方面分析了后续研究的突破点以实现扩大该技术应用的目的.     

对GASARITE脱合金制备微-纳复合多孔金属的研究

Gasar工艺是一种制备规则排列微米多孔金属的定向凝固工艺,脱合金工艺是一种通过选择性溶解固溶体合金而制备无序纳米多孔金属的工艺方法,将Gasar和脱合金工艺相结合可以制备一种有序-无序结合、微米-纳米复合的特殊结构多孔金属.选择Cu-Mn二元合金为研究对象,研究了Gasar工艺参数及合金成分对定向凝固多孔Cu-Mn合金结构的影响.脱合金工艺在Gasar工艺制备的定向凝固多孔Cu-Mn合金基础上进行,分析了腐蚀温度等脱合金工艺参数对纳米多孔结构的影响.在优化的Gasar和脱合金工艺参数下,制备得到了一种特殊结构的微-纳复合多孔金属.     

喷射成形制造工艺

喷射成形是一种先进的材料制备技术,该技术具有近终形制造的特点,近年来已广泛应用于研究和开发多种高性能快速凝固材料.文中介绍了喷射成形工艺过程、特点,并回顾了喷射成形工艺的发展历程及现在所达到的技术水平.