激光熔覆工艺参数对生物陶瓷涂层组织性能的影响

采用激光熔覆技术,在Ti-6Al-4V合金表面制备了生物陶瓷复合涂层,并对激光熔覆工艺参数与涂层组织及性能的关系进行了对比分析.结果表明,激光熔覆生物陶瓷复合涂层的优化工艺参数为:输出功率2.5kW,扫描速度140mm/min,光斑尺寸15mm×1mm.在优化工艺参数下获得了表观质量完好且与基体形成冶金结合的生物陶瓷复合涂层,涂层中最高显微硬度值达到1474HV0.3,物相组成主要为CaTiO3、 HA(Ca10(PO4)6(OH)2)、α-TCP(α-Ca3(PO4)2)、β-TCP(β-Ca3(PO4)2)等.     

CaCO3和CaHPO4·2H2O粉末配比对激光熔覆原位合成羟基磷灰石涂层的影响

使用碳酸钙(CaCO3)和二水磷酸氢钙(DCPD,CaHPO4·2H2O)混合粉末在纯钛表面利用激光熔覆的法制备羟基磷灰石HA,Ca5(PO4)3(OH)涂层,研究CaCO3和DCPD的质量比对涂层相组成和微观组织的影响。研究发现,CaCO3和DCPD之间的反应不仅在涂层中生成结晶度较高的HA,同时还生成了一定量的磷酸四钙(TTCP,Ca4P2O9),α-磷酸钙(α-TCP,α-Ca3(PO4)2),β-磷酸钙(β-TCP,β-Ca3(PO4)2)和焦磷酸钙(Ca2P2O7),且各相的含量与混合粉末的钙磷原子比有较大关系。HA只有在混合粉末的钙磷原子比大于1.54的情况下才能生成,其含量随钙磷原子比的升高而缓慢增加;当混合粉末的钙磷原子比达到2.0时,涂层中的HA的含量达到25%(质量分数),同时涂层中还存在大量的TTCP,因此制备的涂层需要进行一定的后续热处理以增加其中HA的含量。由于制备过程中粉末之间的反应会生成大量的气体,因此制备的涂层均为多孔结构,其中用钙磷原子比为2.0的混合粉末制备的涂层中,孔隙的尺寸在100~300μm之间。粉末钙磷原子比还能影响涂层的结合强度、孔隙率和裂纹数量。随钙磷原子比的升...     

羟基磷灰石生物活性梯度涂层材料的界面特点

用透射电子显微镜对钛合金基体等离子喷涂羟基磷灰石 (HA)生物活性梯度涂层的界面进行了观察与分析。结果表明 :经热处理后生物活性梯度涂层的结晶程度明显提高 ,涂层中存在HA晶体、β Ca3(PO4 ) 2 晶体以及中间相CaTiO3 晶体。涂层和基体的界面结合为冶金化学结合 ,HA涂层和基体Ti间存在过渡相ZrO2 ,过渡相ZrO2 的存在有利于提高涂层和基体之间的界面结合力。     

悬浮液等离子喷涂制备氟代羟基磷灰石生物涂层

主要以氟代羟基磷灰石(FHA)悬浮液为原料,采用悬浮液等离子喷涂技术,在钛基体表面制备了FHA涂层。通过XRD,SEM,FT-IR以及XPS等测试手段,对不同喷涂功率制备的FHA涂层进行表征,并测试其性能。结果表明,粉体及制备的涂层主要晶相为HA,但是粉体进入等离子火焰形成涂层的过程中发生分解,生成α-磷酸钙(α-TCP),β-磷酸钙(β-TCP),以及磷酸四钙(TTCP)等分解产物。XPS结果证明F离子成功取代了OH基团进入HA晶格中,导致FHA涂层的抗溶解性明显提高。电化学实验结果表明,随着喷涂功率的增加,涂层的抗腐蚀性能提高。     

Effect of the Mass Ratio of CaCO3 to CaHPO4·2H2O on in Situ Synthesis of Hydroxyapatite Coating by Laser Cladding

Hydroxyapatite coatings were fabricated on Ti substrates by laser cladding (LC) using mixed powders of CaCO3 and dicalcium phosphate dihydrate (DCPD, CaHPO4·2H2O). The effect of the mass ratio of CaCO3 to DCPD on phase and microstructure formation of the coatings was investigated. The reactions between CaCO3 and DCPD can produce high crystallized hydroxyapatite (HA, Ca5(PO4)3(OH)) in the coatings as well as tetracalcium phosphate (TTCP, Ca4P2O9), α-tricalcium phosphate (α-TCP, α-Ca3(PO4)2), β-tricalcium phosphate (β-TCP, β-Ca3(PO4)2) and Ca2P2O7. The Ca/P molar ratio (CMR) of the mixed powders (CMRP) has a great influence on the contents of the phases in the coating. HA can be produced in the coating only when the CMRP is higher than 1.54, and its content increases slowly as the CMRP increases. The coating contains only about 25wt% HA when CMRP reaches 2.00, and there exists large amount of TTCP in the coating. So a post heat treatment with furnace cooling is recommended to increase the amount of HA in the coating. All the coatings have porous structures because the reactions between the powders produce lots of gases during LC. The pore size in the coating fabricated by the powders with CMR equal to 2.00 is about 100-300 mm. CMRP also has a great influence on the bond strength, porosity and cracks of the coatings. Along with the increase of the CMRP, the bond strength and porosity decrease, whereas the number of cracks increases     

水热电化学法制备HA／ZrO2复合涂层

采用水热电化学法成功制备了HA/ZrO2复合涂层,对涂层的组分结构、表面形貌、热稳定性进行了研究,并探讨了ZrO2的复合对涂层结合强度和生物活性的影响.结果表明当温度小于200℃时,得到缺钙磷灰石Ca10-x(HPO4)x(PO4)6-x(OH)2-x(calcium deficient hydroxyapatite,简称CDHA,0≤x≤1)和ZrO2的复合涂层,温度在200℃时,得到HA/ZrO2复合涂层;经焙烧处理后,涂层中四方晶相ZrO2(t-ZrO2)与单斜晶相ZrO2(m-ZrO2)之间发生马氏体相变;800℃焙烧后,HA部分分解为β-Ca3(PO4)2(β-TCP);当涂层中ZrO2小于35.22%(质量分数,下同)时,HA/ZrO2复合涂层的结合强度明显高于纯HA涂层;复合涂层在模拟体液中浸泡7 d后,表面即形成一层碳磷灰石层,ZrO2的复合没有降低涂层的生物活性.     

微束等离子喷涂羟基磷灰石涂层的体外生物活性研究

采用微束等离子喷涂(MPS)方法在Ti6A14V基体上制备羟基磷灰石(HA)涂层.利用扫描电镜(SEM)和x射线衍射(XRD)分析技术对HA涂层的表面形貌、相组成和结晶度进行表征,并通过模拟体液进行体外生物活性试验.结果表明,微束等离子喷涂制备的HA涂层具有一定粗糙度,存在气孔以及微裂纹.涂层存在热分解现象,涂层中含有HA、α-TCP、β-TCP和非晶相,不含CaO等杂质相.模拟体液试验表明,微束等离子喷涂工艺制备的HA涂层具有较好的生物活性和稳定性.涂层表面均有较大比例的CaP沉积层,且涂层整体保持完整,没有出现明显的剥离.     

激光功率对TiB增强钛基涂层显微组织结构的影响

采用Ti和B的混合粉末在Ti-6Al-4V基体表面激光熔覆制备TiB/Ti复合涂层。通过XRD物相分析、形貌观察和硬度测试等方法研究了激光扫描速度2 mm/s时不同激光扫描功率下原位合成的TiB/Ti复合涂层的相结构、显微结构和硬度。不同功率下制备的涂层中只有α-Ti和TiB相;扫描功率为3000 W和3500 W下激光熔覆层与基体结合较好;随着激光扫描功率的增加,熔覆层的平均硬度提高;扫描功率为3000 W下制备的涂层硬度分布较均匀,其硬度值较基体提高了2~3倍,平均硬度值约为1000 HV。     

镁合金表面等离子喷涂钙/磷涂层在SBF中的降解行为研究

采用大气等离子喷涂在镁合金AZ31B表面制备了可降解钙/磷涂层。利用XRD、SEM、EDS分析了涂层的相组成、结晶度及在人体模拟液(SBF)中浸泡前后的显微形貌和元素组成,根据pH值和降解速率研究了涂层的体外降解性能。研究表明:钙/磷涂层与镁合金基体紧密结合,致密度高,涂层由较难降解的HA相和较易降解的Ca3(PO4)2、Ca4P2O9和CaO组成,涂层中HA结晶度为49.3%。生物降解性能研究显示,钙/磷涂层材料在SBF溶液中的pH值和降解速率均小于镁合金基体,且较小的变化幅度使涂层材料的降解行为控制在稳定范围内。     

煅烧牛松质骨制备β-TCP/HAP/Ca2P2O7多孔陶瓷反应机制研究

以牛松质骨(CBB)为原料,经过系列脱脂处理,采用低温煅烧工艺,通过调整浸泡溶液NH4H2PO4浓度及煅烧温度等工艺参数,制备出具有天然骨多孔结构的β-TCP/HAP/Ca2P2O7多相生物陶瓷材料.利用X射线衍射分析对煅烧产物的相组成进行表征,采用FTIR、TG对反应机制进行探讨.结果表明:浸泡溶液NH4H2PO4浓度对制备的样品相组成具有重要影响,通过合理控制NH4H2PO4浸泡溶液浓度,可以获得不同相组成的多孔生物陶瓷材料.煅烧产物的相组成主要受到HAP分解的OH-量(x)和与NH4H2PO4反应的OH-的量(3m)影响,当x3m时,煅烧产物含有β-TCP与HAP两相;当x=3m时,煅烧产物为纯相β-TCP;x3m时,煅烧产物含有β-TCP、Ca2P2O7和HAP或β-TCP和Ca2P2O7.     

结晶器电磁搅拌电流对大方坯质量影响试验

进行了结晶器电磁搅拌电流对大方坯的内部质量影响的试验研究.结果表明:搅拌电流由250A增至500A时,大方坯中心区等轴晶率由18.80%增至36.24%,中心疏松全部控制在1.5级以下,中心偏析评级全部控制在1.5级以下,大方坯凝固组织的致密性和均匀性明显增加,大方坯中大型夹杂总量较低,促进夹杂物上浮.     

Studies on the Influence of Hexadecylamine on Chromate Phosphate Coating on Aluminium

The effect of hexadecylamine (HDA) on a Chromate phosphate coating on aluminium was studied using an optimized Chromate phosphate bath, The addition of HDA was found to decrease the coating weight, but to enhance the coating quality and corrosion resistance. The inhibitory effect of HDA helps in regulating the excessive attack on the metal and its ability to reduce Cr⁶⁺ to Cr³⁺ compensates the possible time delay for the initiation of coating deposition due to the inhibition.     

基于Moldflow的注射成型工艺参数对塑件收缩痕的影响研究

基于Moldflow软件的最佳浇口位置和填充分析功能确定浇口位置和数量,采用正交试验法确定注射成型收缩痕指数较小的最优工艺参数组合,研究了注射成型工艺参数对塑件收缩痕的影响,对不同的工艺参数进行了分析。研究结果表明,熔体温度、模具温度的降低,保压压力和注射时间的增加都能减小收缩痕的影响。     

基于正交试验的多曲率件弯曲回弹影响因素研究

针对多曲率件弯曲成形中回弹问题,采用正交试验的方法,对二维多曲率件冲压成形过程中各工艺参数的影响情况进行试验研究,以最少的试验次数,得到影响零件回弹因素的主次顺序,并得出最佳工艺参数组合,为确定多曲率件冲压成形工艺参数提供了合理的依据,为后续三维多曲率件冲压成形及回弹的控制奠定基础。     

管件壁厚对收口影响的研究

建立了管件收口工艺的刚塑性有限元模型,运用DEFORM-2D软件对不同的管件壁厚进行收口成形的模拟研究,分析了不同的壁厚对收口质量、应力应变分布规律和行程载荷变化以及可能产生的缺陷等。结果表明：为了满足管件收口的尺寸要求,必须严格控制在该模具下的收口,应该保证管件的壁厚大于5mm而小于15mm。     

浅谈板坯连铸机扇形段的改进

介绍唐山不锈钢公司提高扇形段的使用寿命以及对设备进行的改进与取得的效果.     

温度对油酸钠在一水硬铝石矿物表面吸附的影响

采用红外光谱和光电子能谱检测,研究了不同温度条件下油酸钠在一水硬铝石矿物表面吸附,并分析了温度影响油酸钠捕收一水硬铝石能力的根本原因.结果表明:在一定温度范围内(10～45℃),油酸钠对一水硬铝石的捕收能力随温度的升高而提高;在常温或相对低温条件下,油酸钠在一水硬铝石表面没有呈现明显的化学吸附形式,只有在较高药剂浓度和较高温度下,油酸钠在一水硬铝石表面才发生明显的化学吸附.温度影响油酸钠捕收能力的主要原因,可能是温度的不同导致了油酸钠在溶液中的各组份分布率的差异,从而影响油酸钠的捕收能力.     

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 本文综述了材料的使用状态对于材料的磁、声、电等多方面物理性能影响，从而确定了通过测定材料的物理性能参数来判别其使用状态的可行性。同时发现铁磁材料的磁导率、矫顽力与剩余磁感应强度等磁性能参数对于材料的非损伤变化，如位错密度的改变也很敏感，因此对于无明显损伤或严重缺陷，但在上一个使用周期中确实使用了相当一段时间的再制造机械产品，可以通过检测材料的这些磁性能参数将它们检验鉴别出来，这也为更好地判定再制造机械产品的剩余寿命提供了科学的依据。 关键词：物理性能，使用状态，再制造     

钨铜箔片表面电沉积铝工艺的研究

利用AlCl3+LiAlH4-四氢呋喃-苯体系有机电镀液在自制W90Cu10箔片上镀铝,成功获得了高质量的镀铝层,分析了AlCl3与LiAlH4的配比、电流密度和电镀时间对镀层微观形貌、物相组成及厚度的影响,并得出了这3种影响因素的最佳取值。分析结果表明:铝镀层呈现锥状颗粒生长特征,表面颗粒排列紧密,镀液中AlCl3相对于LiAlH4的含量越少,电流密度越大,则表面颗粒越粗大;电镀时间越长,镀层颗粒在(220)方向择优生长越突出;可通过控制电流密度和电镀时间来控制铝镀层厚度,但若电流密度过高或电镀时间过长,镀层易出现裂纹、枝晶等缺陷。     

冷却工艺对BH钢性能影响的研究

重点研究了在一定均热温度和保温时间下冷却工艺对BH钢性能的影响;通过在不同的冷却速度下对实验钢的BH_2值和时效性以及其力学性能的研究,并与生产实践相结合,找出BH钢生产工艺的最佳冷却速度为40～50℃/s.