类金刚石涂层的厚度对生物医用NiTi合金力学性能和腐蚀行为的影响(英文)

采用电弧增强磁控溅射技术在生物医用NiTi合金表面沉积253~1880nm厚的类金刚石涂层。用轮廓仪、划擦仪、摩擦磨损仪和电化学工作站等检测涂层的力学性能和腐蚀行为。结果发现,厚度在700~1000nm之间的涂层具有较低的残余应力、较高的膜基结合力、长的磨损寿命和良好的耐腐蚀性。因此,更适合于作为生物医用NiTi合金的保护性涂层,同时也对NiTi合金表面类金刚石涂层的厚度对其力学性能和腐蚀行为的影响机制进行探讨。     

表面纳米化对β型钛合金耐腐蚀性能的影响(英文)

采用表面机械研磨处理(SMAT)方法对医用β型TiNbZrFe合金表面处理60 min,研究表面纳米化对TiNbZrFe合金在生理环境下耐腐蚀性能的影响。采用TEM观察表层纳米晶微观结构特征,采用电化学方法研究表面为粗晶与纳米晶的TiNbZrFe合金在0.9%NaCl和0.2%NaF溶液环境下的电化学行为。结果表明:TiNbZrFe合金表面形成深度约30μm的纳米晶层,纳米晶尺寸为10~30 nm。在0.9%NaCl和0.2%NaF腐蚀环境下,与粗晶表面相比,表面为纳米晶的合金表现出较高的电阻、较正的自腐蚀电位以及较低的自腐蚀电流密度。合金耐腐蚀性能的提高主要归因于在纳米化的TiNbZrFe合金表面能够快速形成致密且稳定的钝化膜。     

多孔β-TCP生物材料的制备及其细胞毒性评价

利用有机泡沫浸渍工艺制备了平均孔隙率在75%以上、气孔连通性好的多孔β-TCP,大孔直径在200μm～500μm之间,微孔直径小于5μm,并呈颈部连接的特点.选用L929小鼠成纤维细胞株,采用100%的材料浸提液,运用MTT法测定材料的细胞相对增值率,并根据细胞相对增殖率判定材料的毒性级分类.结果表明支架材料细胞毒性一直为0～1级,说明支架材料无明显细胞毒性,符合生物体应用的要求.     

十六烷基三甲基溴化铵修饰的单壁碳纳米管和寡核苷酸的结合及细胞毒性(英文)

应用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)作为表面活性剂修饰单壁碳纳米管,研究CTAB修饰后的单壁碳纳米管的分散情况和表面电荷情况;观察在场发射扫描电子显微镜和透射电子显微镜下的形貌,同时还研究CTAB修饰后的单壁碳纳米管与小干扰RNA结合的最佳浓度配比,以及CTAB功能修饰后的碳纳米管对培养的人脐静脉内皮细胞的毒性。结果表明:CTAB修饰后的单壁碳纳米管分散良好,CTAB吸附到单根或成束的碳纳米管管壁上,表面带正电荷;与带负电荷的寡核苷酸分子小干扰RNA可以结合,并且CTAB-SWNT与小干扰RNA结合比例达到1:1.5到1:2之间时基本饱和;缺乏CTAB的单壁碳纳米管不能结合小干扰RNA;没有分散的单壁碳纳米管具有更大的细胞毒性,CTAB可以改善SWNTs的分散性,从而减轻单壁碳纳米管的细胞毒性。     

电弧喷涂Al-Zn-Si-RE合金涂层在3.5%NaCl溶液中的电化学腐蚀行为(英文)

采用电弧喷涂方法在低碳钢表面获得高铝含量的Al-Zn-Si-RE涂层。通过测量Al-Zn-Si-RE涂层在3.5%NaCl溶液中的动电位极化曲线,腐蚀电位-时间曲线和电化学阻抗谱,系统地研究涂层的电化学腐蚀行为。通过将测量电化学阻抗谱拟合成等效电路图,研究涂层在3.5%NaCl溶液中浸泡不同时间的阻抗行为。结果表明:Al-Zn-Si-RE涂层与Zn-15Al涂层具有相似的极化行为,阳极极化曲线均无钝化特征,仅呈现出活性溶解,但其腐蚀性能优于Zn-15Al涂层。Al-Zn-Si-RE涂层可以给钢基体提供有效的牺牲阳极保护作用,且牺牲阳极保护作用在涂层腐蚀过程中占主导地位。此外,腐蚀电位-时间曲线和电化学阻抗谱结果表明:在浸泡过程中存在点蚀-溶解-再沉积、活化溶解、阴极保护、腐蚀产物引起的物理屏蔽和涂层失效五个腐蚀阶段。     

Ti35合金在含氟离子硝酸中电化学腐蚀行为

Ti35合金具有优良的耐腐蚀性能,可在沸腾状态下高浓度的氧化性酸介质中进行长期工作,是商业后处理较为理想的候选材料。本文采用电化学测试系统测试了Ti35合金在含有不同氟离子浓度的6M硝酸溶液中的开路电位(OCP)、极化曲线、电化学阻抗谱(EIS),探讨了氟离子对Ti35合金耐蚀性能的影响。结果表明：随着氟离子浓度的增加,合金耐蚀性下降,但总体而言合金仍具有良好的耐蚀性。影响合金耐蚀性转变的氟离子浓度临界值约为50ppm,进一步应用混合电位理论,解释合金耐蚀性转变的原因。     

盐水介质中Ti12Mo5Ta合金的电化学特性(英文)

比较了未再结晶和再结晶Ti12Mo5Ta合金、未再结晶Ti12Mo合金和工业用纯钛(cp-Ti)在0.9%生理盐水(pH 2.3)中37°C下的电化学行为。从阳极极化曲线中得到了极低的钝化电流密度(10-6 A/cm2),这表明所有样品在酸性0.9%NaCl溶液中具有高的耐蚀性能。采用扫描电子显微镜(SEM)观察样品的表面形貌,发现所有样品表面受到了相同的腐蚀,而且经阳极动电位极化测试后的样品表面没有出现点蚀、裂纹或其它缺陷。使用等效电路模拟电化学阻抗谱(EIS)数据,以表征样品表面且更好地理解Mo和Ta的添加对cp-Ti及再结晶的影响。EIS结果证实,在开路电位下,所有样品在0.9%NaCl溶液(pH 2.3)中产生钝化(极化电阻约为105Ω·cm2)。在37°C时,样品在0.9%NaCl溶液中(pH 2.3)的耐蚀性顺序为:再结晶Ti12Mo5Ta未再结晶Ti12Mo5Ta未再结晶Ti12Mocp-Ti。     

锆合金的腐蚀性研究

在不同保护温度下采用钨极氩弧焊＋高纯氩气作为保护气体的焊接方法将锆R60702板材连接起来,并利用电化学腐蚀手段和扫描电镜的形貌观察等方法,研究R60702在醋酸中的腐蚀行为。试验结果表明：在5mol／L的醋酸溶液中,接头的腐蚀类型以点蚀为主。保护温度在800℃时,锆R60702的耐腐蚀性能严重下降,而保护温度在315℃和400℃下时,其耐腐蚀性能与严格保护下没有很明显的下降。     

Mg-4.0Zn-0.2Ca合金生物医用的体外评价(英文)

研究了挤压态Mg-4.0Zn-0.2Ca合金的体外降解和细胞毒性,通过MTT法用L929细胞检测挤压态Mg-4.0Zn-0.2Ca合金的细胞毒性。研究结果表明:Zn和Ca元素能够显著提高挤压态Mg-4.0Zn-0.2Ca合金在模拟体液中的抗腐蚀能力,减慢降解率;挤压态Mg-4.0Zn-0.2Ca合金与细胞的相容性良好,可用于骨种植。     

重熔处理对铝基非晶合金腐蚀性能的影响

通过极化扫描,EIS,XRD和SEM 技术研究了Gd56Al26Co18和Sm56Al26Co18非晶合金在0.01 M氢氧化钠溶液中的腐蚀行为,同时通过DSC研究了自由体积。发现非晶合金经过重熔处理后能增加它的的耐腐蚀性能。     

In vitro corrosion resistance and cytotoxicity of novel TiNbTaZr alloy

A novel β type Ti35Nb2Ta3Zr alloy with low modulus (48 GPa) was fabricated using vacuum consumable arc melting. The corrosion resistance and cytotoxicity of Ti35Nb2Ta3Zr were evaluated. The open circuit potential, electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and potentiodynamic polarization methods were used to determine the corrosion resistance. In Ringer's solution, Ti35Nb2Ta3Zr alloy exhibits better corrosion resistance, as compared to that of Ti6Al4V and Ti. The cytotoxicity tests indicate that the biocompatibility of Ti35Nb2Ta3Zr is as good as Ti and Ti6Al4V which are widely used in biomedical fields. Based on corrosion resistance and cytotoxicity, the novel β type Ti35Nb2Ta3Zr alloy can be considered as a potential biomaterial.     

Effect of alternating voltage treatment on corrosion resistance of AZ91D magnesium alloy

AZ91D magnesium alloy was treated by the alternating voltage (AV) treatment technique. The optimal AV‐treatment parameters of the alloy were determined by orthogonal experiments. Polarization curve, electrochemical impedance spectroscopy (EIS), and scanning electrochemical microscopy (SECM) were used to understand the effect of AV‐treatment on the corrosion resistance of the alloy. AFM, contact angle, and XPS were employed to investigate further the influence of AV‐treatment on the properties of the surface film formed on the alloy after AV‐treatment. The results showed that a uniform and stable film was formed and the corrosion resistance of AZ91D magnesium alloy was significantly improved after AV‐treatment. This was caused by the noticeable change of the chemical structure and semi‐conducting properties of the surface film after AV‐treatment.     

One-step preparation of the superhydrophobic Al alloy surface with enhanced corrosion and wear resistance

Corrosion and wear failures are bottlenecks for restricting applications and developments of Al-based functional materials. As a new lubrication technology, superhydrophobic preparation provides an effective way to settle Al alloy corrosion. The preparation methods of superhydrophobic Al alloys are mainly multistep strategies. In this study, superhydrophobic Al alloy, has been prepared by an efficient one-step electrochemical etching process. Meanwhile, its micromorphology has been observed by a scanning electron microscope. The wettability has been measured by video optical contact angle meter. The corrosion behavior has been tested by electrochemical workstation, and wear performance has been characterized by friction tester. The results show that the micro-nanoterraced concave–convex structure has been fabricated and an as-prepared surface exhibits excellent superhydrophobic behavior. Further electrochemical and tribological tests show that corrosion resistance and wear resistance have also been significantly improved. This study provides a new method to prepare wear-resistant and corrosion-resistant Al alloy for widening applications of multifunctional Al-based engineering materials.     

微弧表面处理对AZ31B镁合金耐腐蚀及耐腐蚀疲劳性能的影响

采用微弧表面处理技术(微弧氧化MAO和微弧复合MCC)在AZ31B镁合金基体上制备出不同断面结构的防护涂层。通过电化学腐蚀及腐蚀疲劳测试方法,研究了MAO、MCC涂层的电化学腐蚀及腐蚀疲劳性能。结果表明,生长10 min的MAO涂层具有较好的耐电化学腐蚀性能。MAO涂层表面存在微孔和微裂纹,在应力条件下微孔和微裂纹作为疲劳断裂的裂纹萌生点,可加速裂纹的萌生与扩展,使其腐蚀疲劳寿命相较AZ31B合金基体降低了55%。而具有MCC涂层的AZ31B合金试样腐蚀疲劳极限为(64.0±5.4) MPa,比AZ31B合金基体提高了59%。在低应力载荷下(＜80 MPa),微弧复合涂层试样的腐蚀疲劳强度得到明显提高。     

Ca对铸态Mg-4Zn合金组织及腐蚀性能的影响

为开发生物医用镁合金,利用高纯原材料,在氩气气氛保护下熔炼浇铸制备了Ca合金化的Mg-4Zn合金(Ca含量分别为0.4%和1.0%,质量分数)。通过OM、SEM以及XRD分析了合金的微观组织和相组成,采用析氢法、腐蚀质量损失法以及电化学法测试了合金在Hanks模拟体液中的腐蚀行为。结果表明,合金由初生Mg固溶体和共晶体组成;随Ca含量增加,合金的电荷传递电阻减小,自腐蚀电位下降,自腐蚀电流密度增加;析氢法和腐蚀质量损失法均表明合金的腐蚀速率随时间延长而减小。共晶体对合金的耐蚀性有影响;当Ca含量从0.4%增加到1.0%时,共晶体含量增加,促进了合金的电偶腐蚀,合金耐蚀性降低。Mg-4Zn-(0.4,1)Ca合金的腐蚀形式主要为晶间腐蚀和点蚀。     

高压扭转对Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金抗应力腐蚀性能影响

在400 ℃下对铸态Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金进行压强为1GPa的高压扭转和热处理实验,并利用金相显微镜、电化学工作站、慢应变速率拉伸机测试初始及变形试样的显微组织、电化学腐蚀性能及抗应力腐蚀性能。结果表明,高压扭转通过调控晶粒和第二相的尺寸与分布,可以同时提升7系铝合金的抗拉强度和抗应力腐蚀性能。铸态合金由于晶界处团聚的粗大第二相持续腐蚀,导致明显的晶间腐蚀及较差的抗应力腐蚀性能。0.5圈变形后第二相破碎及含量减少导致试样腐蚀敏感性降低,同时晶粒细化能减小面滑移而增大均值滑移模式,使HPT变形后试样的抗应力腐蚀性能显著提升。2圈变形后试样为尺寸更加细小的均匀细晶组织,其均值滑移模式相比于0.5圈变形试样进一步增强,但在剧烈点蚀与应力集中的共同作用下,抗应力腐蚀性能略有降低。     

Mg-Zn-Mn合金的铸态组织及耐腐蚀性

采用熔融浇注法自行制备了Mg-1.5Zn-xMn(x=0.5、1.0、2.0)合金,通过浸泡腐蚀实验及电化学测试等方法,研究了其在Hank’s模拟体液中的腐蚀规律。结果表明：Mg-1.5Zn-xMn合金的铸态显微组织是由Mg-Zn相、α-Mn相和粒状α-Mg析出相组成;随着锰含量的增大,α-Mn相逐渐增多,合金的腐蚀面积及速率逐渐增大;随着锰含量的减少,合金容抗弧半径越大,自腐蚀电位越高,腐蚀电流密度越小。说明合金中锰含量越少,其耐腐蚀性能越好。     

2195铝锂合金摩擦搅拌焊接头组织与腐蚀行为

研究了5 mm厚度2195-T8铝锂合金板材摩擦搅拌焊(FSW)接头不同位置的显微组织、腐蚀电化学行为以及在晶间腐蚀介质中的腐蚀特征. 结果表明,母材为纤维状晶粒组织,而焊核区为晶粒尺寸小于10 μm的完全再结晶组织. 2195-T8铝锂合金母材时效强化相为T1相(Al₂CuLi)和θ'相(Al₂Cu),热力影响区大部分T1相和全部θ'相已重新溶解至基体中,而焊核区所有T1相和θ'相均重新溶解. 从母材至焊核区,电位逐渐增加,相应地FSW接头上表面发生宏观平面电偶腐蚀,焊核区承担阴极电流,而母材部分则承担阳极电流. 在晶间腐蚀介质中,焊核区表面发生程度较轻的均匀腐蚀,母材部分发生深入基体内部的腐蚀.     

In vitro corrosion and biocompatibility of phosphating modified WE43 magnesium alloy

Phospahting coated WE43 magnesium alloy was prepared by an immersion method. The microstructure, corrosion resistance and biocompatibility of the coated alloy were investigated. Scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction (XRD) were used to examine the microstructure and the composition of the coated alloy. The corrosion resistance was studied by means of potentiodynamic polarization method and the biocompatibility of the surface modified WE43 alloy was evaluated by (3-(4,5)-Dimethylthiazol-2, yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide (MTT) and hemolysis test. The results show that the phosphating coating can enhance the corrosion resistance of WE43 alloy and can be a good candidate to increase the biocompatibility of WE43 alloy.