医用金属硬组织植入物表面纳米涂层研究

细胞与人工植入物之间的相互作用是诱导形成骨整合界面的关键因素,然而这种相互作用大多取决于种植体表面的材料特性和表面形貌特征,纳米结构的表面已被证明能够增强细胞的黏附、增殖与分化。文章介绍了医用金属硬组织植入物表面纳米涂层的研究意义,综述了生物纳米涂层的主要制备方法及其物化性能特点,重点分析和讨论了生物纳米涂层对金属植入物的生物学性能影响和改善规律,最后介绍了生物纳米涂层研究与应用方面的最新进展。     

放电等离子烧结预合金粉末法制备生物医用近β钛合金的组织演变和力学性能

本研究利用放电等离子烧结(SPS)预合金粉末的方法,成功制备出生物医用的近β钛合金Ti-25Nb-3Zr-3Mo-2Sn (wt %)。 近β钛合金的预合金粉末利用等离子旋转电极法制备,粉末的凝固组织主要是由β相主导的不发达的树枝晶组成,同时存在少量的β相单晶组织粉末球。1000℃/5min/50MPa条件下的SPS可以完全致密化近β钛合金的预合金粉末,并且消除原始的凝固偏析结构。β单相区固溶处理后,合金组织由β相和α″相组成,合金的拉伸强度达到815MPa,延伸率达到14%,同时具备62GPa较低的弹性模量。进一步500℃时效处理,合金组织中产生大量的纳米针状α相,使得合金的拉伸强度达到1015MPa,同时具备较好的延伸率和中等的弹性模量。然而,应当避免过低的时效处理温度,防止脆性ω相的析出。     

TA16钛合金管材拉伸性能及组织研究

对大变形轧制的TA16钛合金管材在不同温度下进行热处理,分析热处理温度对管材室温拉伸性能和显微组织的影响,选择最优工艺对管材进行热处理,测定室温拉伸性能及工艺性能。并对管材进行不同温度高温拉伸,分析温度对管材高温拉伸性能和拉伸断口形貌的影响。结果表明:在600~750℃热处理时,管材强度和塑性随着温度升高呈下降趋势,晶粒逐渐长大。在100~350℃高温拉伸时,管材强度随温度升高而降低,拉伸断口均出现颈缩,表现出塑性断裂特征。     

表面肝素改性TLM钛合金的血液相容性评价

在新型近β钛合金TLM(Ti-3Zr2Sn-3Mo-25Nb)表面用溶胶-凝胶法镀上一层TiO2薄膜,再将薄膜依次用羟基化溶液和胺基化溶液处理以在薄膜表面引入活性OH-和NH2-,然后通过该活性官能团将肝素共价键接在薄膜表面.利用XRD、SEM和EDS研究了TiO2薄膜的相结构和表面特性:通过测定材料表面的接触角、溶血率和血小板黏附行为对肝素化TLM合金的血液相容性进行分析、评价.结果表明,表面肝素化处理后TLM合金的血液相容性得到了明显的改善.     

纯镁切应力变形后的微观组织演变、力学性能、腐蚀行为

纯镁为密排六方结构,具有较少的独立滑移系导致其塑性较差。研究了纯镁变形后的微观组织演变、力学性能、腐蚀行为。结果表明,纯镁经过等径角挤压（ECAP）变形后晶粒明显细化以及基面织构发生了弱化,导致纯镁的塑性得到了显著地提高。等径角挤压变形后纯镁强度降低主要是因为基面织构弱化影响大于晶粒细化。此外,等径角挤压变形后纯镁自腐蚀电位和腐蚀电流密度明显增加,纯镁的抗腐蚀性能显著提高。纯镁的腐蚀机理可能从局部腐蚀向均匀腐蚀转变,从而减少了样品在标准模拟体液浸泡中的腐蚀脱落,确保了试样的完整性。     

Ti3Zr2Sn3Mo25Nb医用钛合金相变与力学性能

研究Ti3Zr2Sn3Mo25Nb医用钛合金中相变演化过程和亚稳相对合金强度和弹性模量的影响规律.结果表明:Ti3Zr2Sn3Mo25Nb合金中相的演化过程为β→ω→α″→α,其中亚稳ω相及α″相的尺寸、数量及分布对合金强度、弹性模量及塑性的影响显著.ω相的尺寸越小,数量越多,分布越均匀,这有利于提高合金强度,降低塑性和弹性模量;通过控制亚稳ω相及α″相的尺寸、数量和分布,可以在一定范围里调整Ti3Zr2Sn3Mo25Nb合金的力学性能变化,从而得到更好的生物力学性能匹配.     

黑磷纳米光催化材料研究进展

黑磷(black phosphorous,BP)作为一种新型的二维材料,具有基于层数可调节的带隙(0.3～2.0 e V)和高的载流子迁移率(1000 cm2·V-1·s-1)等特性,在光催化领域被广泛关注.黑磷在可见光及近红外光区域具有强的吸收,是一种宽光谱响应的半导体光催化材料,具有其他材料无法比拟的优点;高的载流...     

一种近α钛合金间隙元素含量和冲击性能关系分析

采用扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）等手段研究了间隙元素含量对一种新型Ti-Zr-Mo-Nb-Sn系近α钛合金室低温冲击性能的影响.结果表明,温度降低,合金冲击值随之降低;间隙元素含量越低,合金的冲击韧性越好,且其对合金低温冲击性能的影响明显强于室温.间隙元素原子固溶到合金中引起点阵畸变会抑制低温下孪生.77K时氧当量为0.15%的试样冲击应变组织变形程度较大且有不同方向存在交互作用的孪晶产生.氧当量0.23%的试样组织变形程度较小,且组织中的孪晶也较少,与低氧当量试样相比,变形孪晶的生长受到限制,孪晶更加细长.为保证合金在超低温下的冲击韧性,必须控制合金中间隙杂质的含量为超低间隙级（ELI）.     

羟基磷灰石／TiO2生物活性复合涂层的研究进展

以钛及合金为基体、HA作涂层的复合材料作为植入物应用很普遍．HA涂层与钛及合金基体的结合强度较低，易出现界面剥落现象；锐钛矿型TiO2陶瓷具有较好的生物相容性，能有效地隔离植入体和生物机体，而且能提高涂层和界面的强度，故制备HA／TiO2生物复合涂层已成为国内外学者的研究热点之一。综述了HA／TiO2生物复合涂层的研究进展。