2024铝合金表面沉积Si-DLC薄膜的冲刷腐蚀行为研究北大核心CSCD

为改善2024铝合金在富含Cl-的流动海水中的耐腐蚀性能,采用等离子体增强化学气相沉积技术,在2024铝合金表面沉积掺硅类金刚石(Si-DLC)薄膜,利用扫描电镜和电化学工作站对流动海水环境下冲刷不同时间的铝合金及Si-DLC薄膜进行表面形貌和耐蚀性能进行研究,并对相关腐蚀机理进行了讨论。结果表明,冲刷过程中未沉积Si-DLC的铝合金发生严重的腐蚀,而沉积了Si-DLC薄膜的试样并未发生严重腐蚀,薄膜发生少量裂纹,同时生成了硅氧化物保护铝合金。在本实验中,沉积了Si-DLC薄膜的2024铝合金的耐蚀性能明显好于2024铝合金。     

激光选区熔化AZ91D镁合金的微观组织与力学性能

采用激光选区熔化技术(Selective laser melting,SLM)制备了AZ91D镁合金试样,研究了成形过程中体能量密度对AZ91D试样的影响,采用光学显微镜(OM)、主要扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和力学性能测试等方法,对SLM AZ91D合金的微观组织、物相和力学性能进行分析。结果表明,在功率为130 W、扫描速度为300 mm/s、体能量密度为144.44 J/mm³时,所得试样的致密度最佳。SLM AZ91D试样中存在α-Mg、β-Mg₁₇Al₁₂两相,并且熔池边缘由蜂窝状的等轴晶和柱状晶共同组成,与铸态AZ91D试样的微观组织和力学性能进行对比,SLM AZ91D试样的晶粒更细小(平均晶粒尺寸约为1.013μm),且显微硬度(97.10HV_0.1)及抗拉强度(316 MPa)均高于铸造态AZ91D试样(76.61HV_0.1;208 MPa)。     

激光选区熔化镁合金研究进展

镁合金是最轻的金属结构材料,以其优异的力学性能和生物相容性能在航空航天、生物医疗等领域具有极大的应用潜力。与镁合金的传统制造工艺相比,激光选区熔化（Selective Laser Melting, SLM）技术具有成形精度好、空间自由度高且加工周期短等优势,尤其是高性能复杂结构的镁合金构件的制造,因此拓宽了镁合金的应用前景。综述了激光选区熔化工艺参数对镁合金成形质量、组织、性能等方面的影响,并讨论了技术难题,最后展望了激光选区熔化成形镁合金的未来发展趋势。     

一种新型生物医用Ti-20Zr-10Nb合金的腐蚀、磨损及腐蚀磨损行为

通过电化学腐蚀、摩擦学测试以及扫描电镜（SEM）观察等方法，研究了新型生物医用Ti-20Zr-10Nb合金的腐蚀、磨损以及腐蚀磨损行为。动电位极化实验结果表明，与静态腐蚀相比，腐蚀电位（E_corr）向负值偏移，腐蚀电流密度（i_corr）增加了2个数量级。磨损和腐蚀磨损结果显示，Ti-20Zr-10Nb合金的磨损体积随载荷的增加而增大。研究结果表明，机械磨损在腐蚀磨损中对材料的流失贡献大于腐蚀的贡献。电化学腐蚀条件下的摩擦系数均低于纯磨损条件下获得的摩擦系数。通过观察腐蚀磨损后的形貌可知，磨粒磨损为腐蚀磨损中的主要磨损机制。此外还验证了磨粒的添加对磨损和腐蚀磨损行为的影响，发现磨粒的添加会增加材料的流失。     

3D打印技术在关节置换中的应用

3D打印技术凭借创新的快速成型技术,术前精确打印出人体骨骼结构模型,在医学骨科领域迅速发展,备受医学学者和临床医生的青睐,得到了快速推广和广泛应用.主要介绍了3D打印技术在髋、膝、肩关节置换等方面的应用,同时简单介绍了3D打印技术的优势和局限,并对其在骨科领域未来的应用和发展进行了展望.     

一种新型仿生骨小梁的摩擦系数

研究了一种新型仿生骨小梁结构的植入物的摩擦系数,该新型骨小梁结构采用Ti-6Al-4V合金粉末进行3D打印制备。从牛骨中取皮质骨和松质骨作为摩擦配副。从2种结构的起始接触角测试结果可知,仿生结构的接触角（87.7°）要比均匀骨小梁结构的接触角（96.9°）小一些,说明其表面润湿性相对较好。对于均匀骨小梁结构而言,其平均摩擦系数在0.71~0.82之间,明显低于仿生骨小梁结构的摩擦系数（0.82~0.99）。均匀骨小梁结构的最大静摩擦系数为0.99~1.26,而仿生骨小梁结构的最大静摩擦系数为1.52~1.96。仿生骨小梁的最大静摩擦系数1.96是在加载为10 N,摩擦配副为皮质骨时获得的。结果表明,新型仿生骨小梁结构的摩擦系数明显高于均匀骨小梁结构。因此,新型仿生骨小梁结构可以在骨-种植体界面提供足够的摩擦力,从而实现植入物初步稳定性。     

3D打印多孔钛合金植入物髌腱重建愈合效果动物实验研究

本研究建立了羊髌腱缺损重建动物实验模型,通过手术对动物实验羊后肢肌腱进行剥离,分别使用均匀多孔结构与仿生多孔结构钛合金植入体重建其膑腱附丽点,并在术后1、3、6个月后设置观察点,采用活体运动观察、大体观察、X射线分析、组织学观察、Micro-CT检测、骨质三维重建与生物力学检测等手段,重点研究了不同结构多孔钛合金植入体...     

激光选区熔化成形Ti⁃12Mo⁃6Zr⁃2Fe（TMZF）合金微观组织及力学性能的研究

为了探究激光选区熔化（Selective laser melting,SLM）Ti-12Mo-6Zr-2Fe（TMZF）合金的微观组织与力学性能,采用TMZF合金粉进行激光增材制造,研究了铸造TMZF合金与SLM TMZF合金试样微观组织与力学性能的差异．结合X射线衍射仪(XRD)、金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)及能谱分析(EDS)等材料表征手段,对TMZF合金试样的物相分布、微观组织结构、元素分布及试样拉伸断口进行了对比分析．结果表明：SLM TMZF试样与铸造TMZF试样的组织中都含有大量β-Ti组织;SLM TMZF试样的平均显微硬度为355.7±5.64 HV_0.2,铸造TMZF试样的平均显微硬度为354.8±5.44 HV_0.2;SLM TMZF试样的屈服强度为934±4.1 MPa、抗拉强度为993±2.4 MPa、延伸率为14.4±0.6 %,而铸造 TMZF试样的屈服强度为1052±12.1 MPa、抗拉强度为1055±11.7 MPa、延伸率为10.4±1.2 %．为进一步探究激光选区熔化制备TMZF的后处理打下基础．