等离子喷涂制备HA/MO纳米管复合涂层及性能分析

目的提高生物医用钛合金涂层的结合力与生物活性。方法采用阳极氧化法在Ti-10Mo-28Nb-3Zr-6Ta合金表面先制备纳米氧化管,接着通过等离子喷涂法在纳米氧化层表面喷涂HA生物涂层,制备HA/MO纳米管复合涂层,对合金进行表面改性。在等离子喷涂法制备复合涂层时,通过改变喷涂电压和喷涂距离,对涂层的显微结构和物相组成进行探究,获得最佳制备工艺参数,同时对最佳工艺参数制备的复合涂层,通过电化学工作站实验、自动划痕仪测试、仿生矿化法试验和MTT法(四唑盐比色法)试验,分别评价复合涂层的耐腐蚀性能、附着力、生物活性和细胞毒性。结果在钛合金用阳极氧化法预处理的前提下,通过等离子喷涂制备HA/MO纳米管复合涂层,当喷涂电压为40V、喷涂距离为100mm时,制备出的HA/MO纳米管复合涂层涂覆均匀,涂层厚度在50μm左右,耐蚀性得到提高,结合力最佳,为14.8 N。HA/MO纳米管复合涂层具有良好的生物活性,通过培养细胞进行毒性实验,HA/纳米管复合涂层试样的毒性分级为0级,对细胞无影响,且从细胞增殖速率分析,试样表现出优异的细胞活性,对细胞的增长速率促进效果最好。结论 HA/MO纳米管复合涂层可以有效提高耐蚀性和结合强度,同时提高材料的生物活性。     

环口板加强型T型圆钢管节点滞回性能研究

为了研究环口板加固对T型圆钢管节点滞回性能的影响,运用有限元方法对环口板加固T型圆钢管节点进行了滞回性能的参数分析.参数包括支管直径与主管直径比β,主管直径与2倍主管壁厚的比γ,环口板厚度与主管管壁厚之比γc,和环口板长度与支管直径之比lc／d1.有限元分析结果表明:环口板加固T型圆钢管节点的滞回性能相对于未加固节点得到了很大的改善.参数β和γ对节点的滞回性能有显著影响.为了改善节点的滞回性能,建议环口板的厚度不宜超过主管厚度的1.5倍,环口板的长度不宜超过支管直径的2倍.     

酸-水热法辅以水热温度对钛材生物活性的影响

为提高医用钛材的生物活性,通过酸-水热复合法在其表面设计并制备了TiO_2纳米棒,探讨水热温度对钛表面TiO_2纳米棒形成的影响,然后对试样进行模拟体液生物活性实验,采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)分析手段研究了钛表面生成产物的形貌、元素组成和物相组成.结果表明:随着水热温度的增加,二氧化钛层的表面形貌发生改变,从片状到棒状,之后纳米棒发生团聚;试样中金红石相和锐钛矿相的衍射峰强度随水热温度的增加而增强;水热温度为130℃时,钛表面可以形成尺寸均匀、长度基本一致的TiO_2纳米棒,其厚度、长度和直径分别为2.5μm、150 nm和10 nm,且纳米棒是由锐钛矿型和金红石型TiO_2的混合相组成.模拟体液生物活性实验后,水热处理后材料表面有富含Ca、P的羟基磷灰石生成,而羟基磷灰石的形成主要与纳米棒的形成和膜层的厚度有关.其中,水热温度为130℃时形成的纳米棒结构较好,膜层较厚,其表面诱导磷灰石沉积的含量最多,具有较好的生物活性.     

Ti-Mg复合材料制备技术研究进展

介绍了Ti-Mg复合材料的主要制备方法——粉末冶金法、铸造法、热旋转锻造法、离子注入法和分离熔体沉积法(DMD)等,分析了这些制备方法制备复合材料的特点,总结了这些制备方法在最佳实验参数下所对应的复合材料的力学性能。重点介绍了粉末冶金法和铸造法制备Ti-Mg复合材料原理和优缺点,最后总结并展望了医用Ti-Mg复合材料未来的发展前景。     

微波烧结工艺对Ti-Mg复合材料组织和性能的影响

为了确定制备Ti-Mg复合材料的最佳微波烧结工艺,采用微波烧结制备了Ti-15Mg复合材料。采用扫描电镜、差热分析、X射线衍射、光学显微镜、压缩试验以及耐腐蚀性测试等系统性地研究了烧结温度、保温时间对复合材料微观组织、力学性能和耐腐蚀性能的影响。结果表明,烧结温度为540~600 ℃,随着烧结温度的升高,复合材料的致密化程度提高,孔隙率降低,抗压强度增强,耐腐蚀性增强;烧结温度为600 ℃时,镁均匀地分布在钛基体中,复合材料的性能最佳,满足作为医用材料的性能要求;烧结温度继续升高则会导致复合材料中镁的大量挥发,孔隙率增加,复合材料的强度下降。微波烧结制备Ti-15Mg复合材料具有快速、稳定烧结的特点,因此保温时间对复合材料性能的影响不明显。     

仿生结构钛合金植入材料的研究和应用

仿生结构钛合金植入材料拥有良好的力学性能和生物相容性,且弹性模量与人体骨骼较为相近,具有广阔的应用前景.为此,介绍了表面仿生结构和梯度仿生结构两大类仿生结构钛合金植入材料的研究现状,其中,表面仿生结构钛合金植入材料的制备方法主要有电化学沉积法、激光熔覆法以及复合改性技术等;梯度仿生结构钛合金的制备方法主要有粉末冶金法、...     

Ti-Mg复合材料制备技术研究进展

介绍了Ti-Mg复合材料的主要制备方法——粉末冶金法、铸造法、热旋转锻造法、离子注入法和分离熔体沉积法(DMD)等,分析了这些制备方法制备复合材料的特点,总结了这些制备方法在最佳实验参数下所对应的复合材料的力学性能。重点介绍了粉末冶金法和铸造法制备Ti-Mg复合材料原理和优缺点,最后总结并展望了医用Ti-Mg复合材料未来的发展前景。     

利用除尘灰岩相分析研究高炉喷吹煤粉燃烧状况

以M钢厂高炉排放的除尘灰为例,采用岩相测试技术分析了除尘灰内未消耗煤粉和焦炭的不同结构形态,并定量分析了未消耗焦炭和煤粉质量分数,由此计算出了该厂煤粉利用率。同时,与另一N钢厂高炉除尘灰的岩相分析结果进行比对,得出M钢厂高炉煤粉和N钢厂煤粉利用率属于较好水平。通过岩相技术分析M钢厂高炉除尘灰中未燃煤粉的含量,继而分析高炉内煤粉利用率,为钢厂提供了一种判断喷吹煤粉在高炉内利用情况的新方法。     

含钛高炉渣综合利用研究进展

从整体利用和局部利用两个方面对含钛高炉渣的综合利用现状进行了综述.指出把含钛高炉渣中的钛有效地富集到富钛相,然后分离并实现工业化生产,是高炉渣局部利用研究的重点和方向.从热力学角度分析了炉渣中钙钛矿相、攀钛透辉石、富钛透辉石、Ti(C、N)和黑钛石相作为富钛相的可行性,并对它们的结晶行为研究进展进行了总结,最后从重选和浮选两个角度分析了炉渣中钙钛矿分离的可行性.