钛离子注入镁钙锌合金在SBF中的耐腐蚀性

通过X射线能谱仪(EDS)、X射线光电子能谱(XPS)、纳米压痕、三电极体系法和扫描电子显微镜(SEM)对Mg-1.0%Ca-1.0%Zn(质量分数)镁合金表面注入元素的含量和分布、合金的表面硬度和弹性模量、在SBF中的极化曲线、浸泡后的合金形貌进行了观测和表征,研究了合金在钛离子剂量为1.5×10~(17)cm~(-2)注入条件下在模拟体液(Simulated BodyFluid,SBF)中的耐腐蚀性。结果表明:对于钛离子注入的镁合金,随着注入剂量的增加合金表面元素的含量增加,注入的钛在合金表面形成TiO_2层,合金的表面硬度和弹性模量增加,在100 nm深度处表面硬度达到最大;同时,合金的极化阻力增大,提高了耐腐蚀性能.     

镁钙锌合金在人体模拟体液中的腐蚀行为

研究了两种钙含量相同、锌含量(质量分数)不同的镁合金(Mg-1.0％Ca-0.3％Zn和Mg-1.0％Ca-1.0％Zn)在模拟体液(Simulated body fluid,SBF)中的腐蚀行为.通过三电极体系动电位法、析氢法、pH计和扫描电子显微镜对合金在SBF中的极化曲线、浸泡过程中析出氢气量、SBF的pH值变化以及浸泡后的合金形貌进行分析和研究.结果表明:两种合金的耐腐蚀性均好于纯镁,其中合金Mg-1.0％Ca-1.0％Zn较合金Mg-1.0％Ca-0.3％Zn在SBF中极化阻力大,析出氢气量减少,在1～48 h内SBF溶液的pH值增加较快,SBF溶液的碱化较快;浸泡后合金Mg-1.0％Ca-1.0％Zn表面较平整,合金的耐腐蚀性较好,腐蚀速率能基本满足作为体内植入生物材料的要求,且在SBF中日离子溶出量不超过人体耐受量的前提下,其体内植入物制品表面积上限可达179 cm2,具有较大的实用性.     

三维编织碳纤维增强聚醚醚酮复合材料等离子体处理及其表面仿生沉积

为了改善硬组织修复用三维编织碳纤维增强聚醚醚酮(3D C/PEEK)复合材料的生物活性, 采用空气等离子体处理技术对其进行表面预处理, 随后浸入1.5倍模拟体液(SBF)中进行仿生沉积, 研究了等离子体处理时间对表面形貌、 亲水性、 表面化学态以及仿生沉积效果的影响。结果表明, 随着等离子体处理时间的延长, 3D C/PEEK复合材料表面粗糙度增加, 表面亲水性得到明显改善, 同时表面极性官能团数量增加。经过等离子处理后的3D C/PEEK复合材料试样浸入1.5倍SBF中7天后, 两种处理时间的复合材料表面均有沉积层生成, 且经过120 s处理的复合材料表面沉积层更加致密均匀, EDS分析证实沉积层为钙磷化合物。      

细菌纤维素支架的复合改性及生物性能

采用原花青素交联和仿生矿化技术,以生物相容性良好的细菌纤维素(BC)为原材料制备了BC/多肽(pol)和BC/多肽/羟基磷灰石(HAp)复合材料,并利用场发射扫描电镜、X射线衍射仪和红外光谱仪对制备材料进行分析表征,采用成骨细胞评估了几种支架材料的生物相容性。结果表明,交联和仿生矿化成功地将pol和HAp引入到BC的表面和内部,细胞实验表明,3种支架材料均具有一定的生物相容性,且复合改性提高了支架材料的生物活性,制备的材料具有优异的性能,是具有应用前景的组织工程支架材料。     

锌对医用Mg-Ca-Zn合金组织及力学性能的影响

通过显微组织观察、三点弯曲和压缩性能测试,对不同锌含量的医用Mg-Ca-Zn合金的组织、物相组成和力学性能进行研究。结果表明,在含钙量相同的情况下,Mg-Ca-Zn合金随着锌含量增加,其组织细化、力学性能明显提高,弯曲和压缩性能满足作为硬组织植入物的要求。     

银离子注入Mg-Ca-Zn合金在模拟体液中的耐腐蚀性研究

研究了Mg-1.0Ca-0.3Zn合金在银离子剂量为1.5×1017 cm-2注入条件下,在模拟体液(simulated body fluid,SBF)中的耐腐蚀性。通过纳米压痕和三电极体系法对合金的表面硬度和弹性模量、在SBF中的极化曲线测定表明：经过银离子注入后,合金的表面硬度和弹性模量增加,表面硬度在250 nm深度达到最大;同时,合金的极化阻力增加,提高了合金的耐腐蚀性能;在1~48 h内SBF溶液的pH值逐渐增加,加快了SBF溶液的碱化     

隔热材料用缝合夹层毡的压缩性能

为研究缝合夹层毡隔热材料的压缩回弹性能,选用石英纤维平纹布包覆石英纤维针刺隔热毡,采用穿刺缝合技术对其进行全厚度缝合,制备隔热材料用缝合夹层毡,通过单次压缩以及10次循环压缩对材料进行性能测试,研究不同压缩程度对材料压缩回弹性能的影响,进一步分析材料的可重复使用性能。结果表明：经过应变分别为40%、60%以及80%的单次压缩后,材料能保持98%的极高回弹率;10次循环压缩后,材料内部部分纤维发生了永久变形,回弹率保持在90%以上,说明材料具有良好的压缩回弹性能。     

缝合泡沫夹层复合材料平压性能及数值模拟

针对泡沫夹层复合材料在压力作用下因易开裂导致性能下降的情况,使用碳纤维作为缝线,对碳纤维布和泡沫缝合制备了缝合泡沫夹层复合材料,探究其在受到平压载荷作用下的平压性能和平压破坏模式;利用ABAQUS模拟软件进行缝合泡沫夹层复合材料建模,并进行静力学分析;使用桁架单元模拟纤维树脂柱的受力情况,基于Hasin失效准则模拟上下纤维面板,使用三维实体单元模拟泡沫夹芯。研究结果表明：缝合夹层复合材料实验和模拟分析得到的压缩强度和压缩模量误差分别为13.74%和16.09%,说明该模型具有一定的可信度和可用性;在平压载荷作用下,缝合泡沫夹层复合材料的主要承力部分是纤维树脂柱,并且可以观察到纤维树脂柱与纤维面板处出现一定的应力集中现象;缝合泡沫夹层复合材料的破坏主要为纤维柱与面板连接处之间的断裂失效,泡沫压缩变形过程实验与模拟也较为相符。