限压式变量叶片泵摩擦特性的研究

对限压式变量叶片泵的压力-流量特性方程进行了推导,指出摩擦阻力的存在会使限压式变量叶片泵产生滞回现象.设计出一种限压式变量叶片泵特性分析实验装置,并进行限压式变量叶片泵的加载与卸载实验,通过实验证实:摩擦阻力使泵的加载曲线和卸载曲线不相重合,从而产生滞回现象.实验结果与理论推导相吻合,表明该实验装置具有很强的实用性.     

TiO2纳米薄膜的微结构控制

通过有机酸修饰的水基so1-gel法，分别制备了由层状、针形和球形纳米粒子构成的纳米二氧化钛薄膜，采用SEM、XRD、红外光谱进行了表征.研究发现，调节水解过程中钛酸四丁酯：醋酸的摩尔比，可以控制薄膜的微结构，并对其机理进行了分析.该方法可以应用于sol-gel法制备其他纳米薄膜过程中的材料微结构控制.     

等离子喷涂制备WC-Co-Cu-BaF_2/CaF_2自润滑耐磨涂层及其高温摩擦性能

通过大气等离子喷涂方法,使用自制的含有WC-Co、Cu和BaF2/CaF2共晶体的复合喷涂粉末,制备出WC-Co-Cu-BaF2/CaF2自润滑耐磨涂层。在200℃、400℃和600℃下进行WC-Co-Cu-BaF2/CaF2涂层和WC-Co涂层的高温摩擦试验,用扫描电镜观察涂层磨损表面微观形貌。结果表明:200℃时,由于WC-Co-Cu-BaF2/CaF2涂层摩擦产物层中含有的WC硬质颗粒引起磨粒磨损,该涂层摩擦因数和磨损率相对较高。而400℃和600℃时,WC-Co-Cu-BaF2/CaF2涂层的摩擦产物层中均无WC颗粒存在,且由于涂层中Cu和BaF2/CaF2等固体润滑剂的作用,生成的摩擦产物层光滑且致密,涂层的摩擦因数和磨损率均较低,在400～600℃下表现出比WC-Co涂层优异的耐磨性能。     

仿骨成分多元掺杂羟基磷灰石体外成骨性能研究

羟基磷灰石因有良好的生物学活性被广泛应用于人工骨替代材料, 但纯羟基磷灰石存在的自身不足限制了其临床应用范围。人体硬组织中含有多种具有重要生化作用的微量元素, 本研究按照骨骼中微量元素含量对羟基磷灰石进行掺杂改性, 制备出一种新型仿骨成分多元掺杂纳米结构羟基磷灰石材料(HA₂)。通过碱性磷酸酶活性染色、半定量PCR测量和茜素红染色等不同方法对比了未掺杂纳米结构羟基磷灰石(HA₁)和多元掺杂纳米结构羟基磷灰石材料(HA₂)对小鼠成骨前体细胞(MC3T3-E1)增殖及分化的影响。碱性磷酸酶活性染色实验证明HA₂比HA₁具有更强的促进细胞产生ALP的作用; 半定量PCR测量证明HA₂比HA₁对成骨基因的表达有更为显著的促进作用; 茜素红对矿化结节的染色实验同样证明HA₂比HA₁更有利于成骨细胞发生矿化。相对于未掺杂纳米结构HA₁, 多元掺杂纳米结构HA₂对小鼠成骨前体细胞MC3T3-E1的分化及成骨有显著促进作用。多元掺杂改性使人工合成纳米结构羟基磷灰石更接近人体骨的无机成分, 具有优良的成骨性能, 是一种有前途的硬组织植入体材料。     

太赫兹频率下镁掺杂对氧化锌纳米粉体介电性能的影响

利用偶极天线LT-GaAs发射的太赫兹时域光谱(THz-TDS)研究单晶氧化锌、未掺杂和Mg掺杂的ZnO纳米粉末(粒子)在室温下的太赫兹光谱特性。在0.2~2 THz频率范围内研究了样品的功率吸收和折射率。结果发现,镁掺杂提高了样品材料的吸收效率,同时降低了氧化锌材料的折射率。相比较氧化锌单晶,未掺杂和Mg掺杂氧化锌纳米颗粒的太赫兹介电性质呈现类似的行为,该结果与横向光学E1(TO)声子模式有关。     

限压式变量叶片泵摩擦特性的研究

对限压式变量叶片泵的压力–流量特性方程进行了推导,指出摩擦阻力的存在会使限压式变量叶片泵产生滞回现象.之后设计出一种限压式变量叶片泵特性分析实验装置,并进行限压式变量叶片泵的加载与卸载实验,通过实验证实:摩擦阻力使泵的加载曲线和卸载曲线不相重合,从而产生滞回现象.实验结果与理论推导相吻合,表明该实验装置具有很强的实用性.     

取向性羟基磷灰石纳米片的合成与分析

采用机械球磨法,以乙醇做球磨介质,成功合成具有结晶取向性的羟基磷灰石(hydroxyapatite,HA)纳米片。采用X射线衍射、场发射扫描电子显微镜和透射电镜等表征方法对HA纳米片的结构进行了分析。结果表明:HA纳米片晶体为单晶结构,其宽度在200～400nm,厚度为50nm。球磨过程中,乙醇分子通过氢键作用,较易在HA晶体的(001)面上发生吸附并延缓该方向的生长,使(001)面成为显露面,最终得到沿(001)面定向排列的片状HA纳米晶。     

等离子喷涂制备WC-Co-Cu-BaF2/CaF2自润滑耐磨涂层及其高温摩擦性能

通过大气等离子喷涂方法,使用自制的含有WC-Co、Cu和BaF2/CaF2共晶体的复合喷涂粉末,制备出WC-Co-Cu-BaF2/CaF2自润滑耐磨涂层。在200℃、400℃和600℃下进行WC-Co-Cu-BaF2/CaF2涂层和WC-Co涂层的高温摩擦试验,用扫描电镜观察涂层磨损表面微观形貌。结果表明:200℃时,由于WC-Co-Cu-BaF2/CaF2涂层摩擦产物层中含有的WC硬质颗粒引起磨粒磨损,该涂层摩擦因数和磨损率相对较高。而400℃和600℃时,WC-Co-Cu-BaF2/CaF2涂层的摩擦产物层中均无WC颗粒存在,且由于涂层中Cu和BaF2/CaF2等固体润滑剂的作用,生成的摩擦产物层光滑且致密,涂层的摩擦因数和磨损率均较低,在400～600℃下表现出比WC-Co涂层优异的耐磨性能。     

氧化锆基微量元素共掺杂羟基磷灰石增韧涂层研究

氧化锆陶瓷具有良好的力学性能和生物相容性, 是一种应用前景广阔的硬组织植入体材料。为促进植入体与骨组织形成稳定的骨结合, 本研究利用等离子喷涂制备了氧化锆增韧的锶、硅、氟微量掺杂羟基磷灰石(ZrO₂-DHA)涂层, 对涂层物相、形貌以及力学性能和体外生物学性能进行了研究。结果表明, 锶、硅、氟的共掺杂通过成骨分化的信号转导通路提高了羟基磷灰石涂层对成骨细胞的黏附和分化等生物学性能; 不同复合组分的ZrO₂-DHA涂层均不同程度地促进了小鼠成骨前体细胞的细胞活力和成骨分化相关基因的表达。在细胞培养的第7 d, DHA含量为70%的ZrO₂-DHA涂层(7DHA) Alp和Col-I的相对表达量分别是对照组的约2.8倍和2.3倍; ZrO₂-DHA涂层的力学性能随氧化锆组分的增加而增强, DHA涂层和7DHA涂层的硬度和结合强度分别为250.8、313HV和25.1、31.8 MPa; 7DHA涂层中的交织网络结构, 对残余热应力、压应力和拉伸力的承受能力较DHA涂层明显提升, 满足植入体应用需求。     

线型和带型α-Si3N4准一维结构的形成机理和表征

采用高温氮化合成的热化学方法制备了单晶的线型和带型α-Si₃N₄准一维结构.其中线型α-Si₃N₄准一维结构沉积在温度较低的反应区域(1200℃),而带型α-Si₃N₄准一维结构则沉积在高温原料源附近位置(1450℃).经XRD、SEM、TEM、HRTEM分析表明,制备的线型和带型α-Si₃N₄准一维结构均为单晶;线型α-Si₃N₄直径约为100~300nm,长为几十微米;而带型α-Si₃N₄厚约30nm,宽度在300nm~2μm之间,长度为几微米到几十微米.从晶体生长热力学及动力学方面讨论了线型和带型α-Si₃N₄准一维结构的生长过程和分区沉积的原因.结果表明,较高的温度和过饱和度有利于形成带型准一维结构.  