高性能多孔β-TCP陶瓷/明胶复合材料制备研究

采用Ca(OH)2/H3PO4中和反应,超声分散条件下制备β-TCP粉末原料;通过致孔剂方法制备多孔β-TCP支架,并在β-TCP成型过程中加入K2HPO4提高支架强度将制备的多孔支架与明胶复合,冷冻干燥后与戊二醛交联,得到多孔β-TCP/明胶复合支架.实验表明,加入K2HPO4后提高了支架强度,当多孔β-TCP支架孔隙率为49.47%时抗压强度为7.60 MPa.多孔β-TCP支架的孔隙率高、强度高、孔隙大小可控、孔隙连通性好;进一步与明胶复合后,制各的多孔β-TCP/明胶复合材料,符合组织工程结构特征的要求.     

HA(β-TCP)/Mg-Zn-Ca复合材料的腐蚀特性研究

本实验主要研究HA及β-TCP添加对Mg-Zn-Ca合金组织及模拟体液环境下的腐蚀特性影响。采用剪切搅拌铸造方式制备了2HA(2β-TCP)/Mg-3Zn-0.5Ca复合材料,并对两种复合材料的显微组织及腐蚀特性进行了测试与对比分析。研究结果表明:添加β-TCP的复合材料相对于添加HA的复合材料晶粒细化程度高,原因为β-TCP与镁的错配度小于HA与镁的错配度,使β-TCP成为更有效的形核基底;添加β-TCP复合材料的腐蚀电位稍高于添加HA复合材料的腐蚀电位;在模拟体液的浸泡实验中,添加β-TCP的镁基复合材料在前期的腐蚀速率低于同含量HA的镁基复合材料,但随浸泡时间的延长,添加HA复合材料形成的保护层比添加β-TCP复合材料的更均匀致密,复合材料的失重更低。     

碳纳米管铜基复合材料的制备

利用CVD法制备多壁碳纳米管，并对其进行亲水化表面处理。在存在表面活性剂的情况下，利用共沉积法制备碳纳米管一超细铜粉复合粉体。复合粉体经还原后，采用冷压烧结、六面顶热压、真空热压烧结和真空热压后热轧4种不同工艺成型。利用SEM和XRD比较了这几种工艺成型的复合材料结构和被氧化的情况。结果表明，采用真空热压后热轧工艺制备的碳纳米管铜基复合材料的致密度较高且能有效地防止被氧化。     

HA／β-TCP双相磷酸钙陶瓷材料的生物学性能研究

研究了双相磷酸钙陶瓷在SBF中类骨磷灰石的形成，采用小鼠骨骼肌母细胞C2C12细胞系和HA／β-TCP复合培养，通过细胞增殖实验，电镜和荧光染色法观察并实施动物肌肉内植入实验，得出：材料在SBF中浸泡后有利于类骨磷灰石的沉积。细胞在HA／β-TCP支架材料上生长良好。对HA／β-TCP进行细胞毒性评价，与阴性对照组比较，样品不抑制细胞增殖，表现出良好的生物相容性。HA／β-TCP支架材料能促进细胞的增殖。动物实验表明，在体内HA／β-TCP有很好的骨形成能力。因此，实验制备的HA／β-TCP支架材料有良好的生物学性能。     

陶瓷/石墨复合材料的制备及高温氧化性能

通过热压法制备了陶瓷/石墨复合材料.采用热分析仪考察了复合材料在1400℃～1600℃温度范围内的抗氧化行为;利用扫描电镜分析样品在1400℃和1600℃恒温氧化后的表面形貌.结果表明;陶瓷/石墨复合材料在1400℃氧化时有优良的自愈合抗氧化性能.在1600℃氧化时,对于粘度较高的样品来说,氧化新形成的玻璃膜可以弥补挥发形成的表面孔道,仍能形成均匀的、连续的玻璃膜覆盖在基体表面,从而有效地抑制氧气的进入.     

湿化学法制备β-PVDF/NiZn铁氧体复合膜的微结构和介电性能

采用溶液浸渍提拉法制备了β-PVDF/NiZn铁氧体复合膜.PVDF在60℃下恒温结晶时主要形成了极性的正交相β晶型,呈典型的球晶结构晶体,以较疏松颗粒堆积形式存在,膜的致密度较低,电容达到30～45 pF,比未加Nizn铁氧体的单相PVDF膜提高了3～5倍;在100℃下恒温结晶主要形成非极性的单斜相α晶型,晶粒以二维生长为主,晶粒问紧密接触,膜较致密,电容为20～30 pF.而当恒温结晶温度较低(50℃)时,PVDF结晶较差,呈非晶相存在,电容为10～15 pF.     

球磨法和搅拌铸造法制备SiCp/Al复合材料

用高能球磨法制备出SiC-Al复合粉体,再把复合粉体搅拌弥散到Al熔液中,浇铸制得0.5%、1.0%、1.5%质量分数,下同)SiCp/Al复合材料.制备出的复合材料与未经增强的铝材相比,其抗拉强度分别提高:46.8%、63.8%、34.0%,硬度分别提高:99.1%、116.1%、67.9%.在SiC添加质量分数相同的情况下,添加复合粉的浇铸体与直接添加SiC粉体的浇铸体相比,前者的抗拉强度和硬度高于后者,说明SiC粉和Al粉复合后更容易弥散到Al熔液中.     

真空吸铸法制备(HA+β-TCP)/Mg-3Zn相互渗透复合材料的组织和性能

采用真空吸铸法通过将Mg-3Zn合金渗透到HA含量不同的多孔HA+β-TCP中制备了生物医用相互渗透（HA+β-TCP）/Mg-3Zn复合材料,研究了复合材料的显微组织、力学性能和腐蚀行为。研究结果表明,熔融的Mg-3Zn合金不仅渗入到多孔HA+β-TCP骨架的孔隙里,也渗入到筋里,形成了致密的复合材料。Mg-3Zn合金与HA+β-TCP骨架界面结合良好,未发现反应层。HA含量不同的(HA+β-TCP)/Mg-3Zn复合材料的压缩强度为115 ~196 MPa,是多孔HA+β-TCP骨架的350倍以上,相当于Mg-3Zn块体合金强度的44 %~75 %,复合材料的耐腐蚀性能优于Mg-3Zn块体合金的,且机械性能和腐蚀行为均可以通过调节HA/β-TCP的比例进行控制。     

磷酸钙/Ⅰ型胶原复合涂层种植体在体内的成骨效应

将磷酸钙/Ⅰ型胶原复合涂层(分多孔型和致密型)的种植体,单纯磷酸钙涂层以及纯钛种植体植入兔股骨远心末端,比较与磷酸钙/Ⅰ型胶原复合涂层的近期体内成骨效应。结果表明,生物力学检测显示磷酸钙/Ⅰ型胶原复合涂层比纯钛和单纯磷酸钙涂层的种植体表现出更高的骨结合力,尤其是多孔型。组织学染色显示与同期的对照组比,复合涂层组表现出较多的新生骨,活跃的成骨细胞,少见纤维结缔组织。说明磷酸钙/Ⅰ型胶原复合仿生涂层具有良好的应用前景。     

超声分散法制备纳米SiC增强镁基复合材料

评述了纳米SiC增强镁基复合材料的制备技术研究现状,在此基础上重点介绍了采用高能超声波分散技术制备镁基纳米复合材料的研究进展。对纳米SiC增强镁基复合材料的力学性能进行了测试并采用SEM、TEM、EDS和XRD等方法分析了其微观结构,指出了纳米SiC增强镁基复合材料制备中存在的几个重要问题,并对其未来发展趋势和应用前景进行了展望。     

胶原基纳米磷酸钙凝胶骨修复材料

利用卡拉胶凝胶体系制得注射成型骨材料.通过SEM,XRD,粘滞度测试等方法得到了最佳可注射的凝胶体系,并且该体系保持胶原/纳米羟基磷灰石原有的性质,对骨修复起到积极的作用.     

陶瓷／石墨复合材料的制备及高温氧化性能

通过热压法制备了陶瓷／石墨复合材料。采用热分析仪考察了复合材料在1400℃～1600℃温度范围内的抗氧化行为；利用扫描电镜分析样品在1400℃和1600℃恒温氧化后的表面形貌。结果表明；陶瓷／石墨复合材料在1400℃氧化时有优良的自愈合抗氧化性能。在1600℃氧化时，对于粘度较高的样品来说，氧化新形成的玻璃膜可以弥补挥发形成的表面孔道，仍能形成均匀的、连续的玻璃膜覆盖在基体表面，从而有效地抑制氧气的进入。     

石墨烯增强铜基复合材料的制备技术及发展

石墨烯由于其独特的二维结构和优异的物化性能,在改善复合材料的力学性能、电学性能和热学性能等方面具有很大的潜力,已成为金属基复合材料较理想的增强体。铜合金具有优异的导电导热性能和良好的延展性,但是其强度较低、不耐磨及高温下易变形的特点阻碍了其应用和发展。因此,结合石墨烯和铜的性能特点,将石墨烯作为增强体添加到铜中,制备性能优异的石墨烯增强铜基复合材料成为目前研究的热点之一。综述了目前石墨烯增强铜基复合材料的制备方法,并对各方法的特点进行了分析比较,提出未来可采用的制备工艺的方向以及在制备过程中面临的问题和挑战,并对其未来的研究方向进行了展望。     

球磨法制备碳纳米管/铜复合材料

用球磨法制备了碳纳米管/Cu复合材料粉末,采用扫描电镜（SEM）对不同工艺制备的复合粉末进行研究.结果表明,采用两步实验,通过调节工艺参数,可以得到恰当长度的碳管,能够实现碳管在铜基体中的有效分散.     

镁基磷酸钙类/壳聚糖生物复合材料的制备

采用化学沉积法在AZ91镁合金微弧氧化陶瓷膜表面制备磷酸钙类/壳聚糖复合膜层,并用XRD,SEM,EDS和等离子体热电光谱(ICP)仪等对复合膜层化学组成及结构进行表征。XRD测试结果显示,该生物复合涂层是由磷酸钙(TCP)、磷酸氢钙(DCPD)及少量的羟基磷灰石(HA)所构成。壳聚糖的引入使磷酸钙复合膜层表面形貌发生明显变化,与未加入壳聚糖相比,DCPD和TCP的含量明显增加。采用电化学测试方法及模拟体液浸泡试验评价该薄膜的耐蚀性能。结果显示,该复合涂层生物性能稳定,能够提高镁合金的抗腐蚀性能。     

湿化学法制备锂电池材料LiFePO4研究进展

橄榄石型的LiFePO4,由于其低廉的价格,优良的循环性能,出色的热稳定性和安全性,使其成为锂离子二次电池正极材料的候选.制备LiFePO4湿化学法包括:(1)溶胶-凝胶法;(2)共沉淀法;(3)氧化-还原法;(4)水热法;(5)乳化-干燥法.并给出了这些方法的最新研究进展.     

机械振动法制备Al/Sn复合材料

以工业用铝合金和锡为原料,利用机械振动的方法,去除铝表面的氧化膜,采用固-液复合法,制备Al/Sn复合材料.并对其附着强度、电导率、结合界面进行了检测,研究表明,通过此方法制备出的Al/Sn复合材料界面结合良好,兼有铝的优良导电性能和锡的焊接性能,且制备工艺平稳、简单、易控制和调整,具有良好的工业运用前景.     

一种制备颗粒增强金属基复合材料的新工艺

提出一种新的制备陶瓷颗粒增强金属基复合材料的新方法--块体分散铸造法.介绍了立式混粉、卧式混粉和倾斜式混粉3种混粉方式,并比较了混粉的效果;利用SEM和XRD方法对所制得的复合材料进行了显微组织和成分的分析,检测了铝基体中SiC的存在,证实了块体分散铸造法的可行性.     

复合电铸制备Cu/SiCp复合材料

采用复合电铸工艺制备碳化硅颗粒(SiCp)增强铜基复合材料,研究了镀液中颗粒浓度、镀液温度、电流密度对Cu/SiCp复合材料中SiCp含量的影响.通过优化各工艺参数可有效促进SiCp与铜的共沉积,提高复合材料中增强固体颗粒的含量.结果表明:随着SiCp含量增加,Cu/SiCp复合材料的热膨胀系数和导热系数减小,抗弯强度和硬度提高.此外,复合电铸工艺制备的复合材料具有较大内应力,对Cu/SiCp复合材料的热膨胀性能和硬度有一定影响.     

高强度TiN-AlNp/Al-Si复合材料的制备

提出一种新型的熔体搅拌铸造工艺 ,解决了Al Si合金对 10 μm级以下高体积分数TiN ,AlN陶瓷的非真空无压浸润问题 ,并在此基础上成功制备了高强度低成本的TiN AlNp/Al Si复合材料。研究表明 ,细小TiN ,AlN颗粒在铝熔体中已经实现了润湿 ,平均尺寸在 2～ 3μm ,基本呈均匀分布 ,与基体结合良好。当TiN ,AlN的含量为10 % (体积分数 )时 ,复合材料的抗拉强度为 335MPa ,屈服强度为 2 40MPa ,延伸率为 2 .4%。