激光熔覆SiO2/La2O3梯度生物陶瓷涂层生物活性研究

目的研究SiO_2含量对钛合金表面激光熔覆梯度生物陶瓷涂层生物活性的影响。方法利用激光熔覆技术,采用梯度成分设计思想,固定涂层中稀土氧化物La_2O_3的添加量,在钛合金TC4表面制备了掺杂不同含量SiO_2的梯度生物陶瓷涂层。采用金相显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、噻唑蓝(MTT)及荧光素双醋酸酯(FDA)染色等测试手段,研究了SiO_2含量对激光熔覆制备梯度涂层的组织结构和生物活性的影响。结果 SiO_2在激光熔覆过程中可以降低梯度生物陶瓷涂层的开裂敏感性,并起到细化晶粒的作用。当SiO_2掺杂量为2.5%时,激光熔覆过程中诱导合成的HA+CaTiO_3数量最大;当SiO_2掺杂量为7.5%时,模拟体液(SBF)实验表明,涂层的矿化沉积能力最强。MTT测试表明,SiO_2掺杂量为7.5%的涂层细胞增殖数量的OD值最大,细胞能够紧贴涂层表面生长。FDA染色分析表明,SiO_2掺杂量为7.5%的涂层上细胞数量最多,且分布均匀。结论 SiO_2掺杂量深刻影响着生物活性陶瓷相HA和Ca_2SiO_4数量,进而影响生物陶瓷涂层的生物活性。SiO_2掺杂量为7.5%的涂层具有最佳的生物相容性及生物活性。     

基于多材料打印制备梯度结构电解电容器阳极块

高功率密度固体钽电容器阳极块的设计、加工和制造是当前研究的热点和难点。实验借助多材料浆料直写成型3D打印技术制备具有梯度结构的固体钽电容器阳极块。研究了阳极块打印制备工艺,分析了浆料配比、挤出量、层间距、打印速度等对成型效果的影响。结果表明,用钽粉、粘结剂PVA(聚乙烯醇)和溶剂水(配比为7.5:1:5)配制的浆料在打印速度为3mm/s,气压为765KPa,打印针孔内径0.84mm,层间距0.5mm的条件下,通过模型设计、打印浆料配置、双喷头打印、引线插入(焊接)、矫形、烧结和化成等工艺,制备出的具有梯度结构的阳极块形状规整,均匀,其收缩率在9.7％-14.5％之间,单位质量的CV达到53200μF.V/g,相比同类产品增加了15.6%,基本达到工业化生产需求。该技术是现有加工制备技术的有益补充,是对高功率密度和能量密度电解电容器阳极块制备技术的有益探索。