声电沉积钙磷生物涂层工艺中超声波的作用机理研究

采用声电沉积工艺,在碳/碳复合材料表面制备了生物活性透钙磷石涂层工艺,借助SEM,EDAX,精密天平等分析手段,根据该涂层的沉积动力学规律,探讨了声电沉积工艺中,超声波在钙磷涂层形成中的作用机理.结果表明,在10～18 mA/cm2的范围内,随电流密度增加,透钙磷石涂层内晶粒仍呈片状,但尺寸逐渐减小,沉积速率依次增加;在沉积初期内,透钙磷石涂层沉积过程受扩散过程控制;声电沉积工艺中,超声波引入可导致界面附近扩散层内pH降低以及磷酸钙涂层沉积所需临界电荷密度降低,电流密度与诱导期之间符合Sand关系式.     

碳/碳表面改性电沉积工艺制备磷酸钙涂层

碳/碳复合材料具有优良的机械性能,是矫形外科和齿科领域一种很有潜力的医用生物材料.为了使它具有生物活性,本文通过一种施加超声波的新电沉积方法,声电沉积法,在其表面制备了磷酸钙生物活性陶瓷涂层.我们的实验结果表明,通过该工艺可获得致密、结合力改善的磷酸钙生物活性涂层,而且该工艺无需精确控制阴极表面产生的氢气.此外,本工艺还为具有优越力学性质的生物相容性导电材料表面制备生物活性磷酸钙涂层提供了一种新的选择.     

炭源对制备炭/炭复合材料微波CVI工艺的影响

以炭毡为预制体,N2为稀释气体,在沉积温度为1 100℃和1 150℃时,研究不同气体前驱体(甲烷和丙烯)对微波热解CVI工艺(MCVI)制备炭/炭复合材料致密化速率和密度均匀性的影响,并观察材料的表面形貌和微观结构,分析MCVI工艺的可行性.结果表明,非极性甲烷更适用于MCVI工艺,预制体可实现从内到外逐步致密,避免了表面结壳现象,提高了致密化速率.采用该工艺,可在30 h内制备密度达1.70 g/cm3以上的炭/炭复合材料.     

Preparation of bioactive calcium phosphate coating on porous C/C substrate by a novel deposition technique

A novel heat substrate technique, high frequency inductive heat deposition （IHD）, was introduced to coat porous carbon materials, C/C and carbon felt to improve their bioactivity. The morphologies, composition and microstructure of the resulting coatings were examined by scanning electron microscopy （SEM）, energy dispersive spectra （EDS）, X-ray diffractometer （XRD） and Fourier transform infrared spectroscopy （FTIR）. The results show that, the calcium phosphate consisted of non-stoichiometric, CO3-containing and plate- like octacalcium phosphate （Ca8-xH2（PO4）6, OCP） could uniformly cover the entire porous surfaces of carbon materials. Good adhesion of the coating to carbon material substrates was observed.     

钛合金表面高频感应热梯度新方法制备生物活性钙磷涂层探索

探索了一种新的生物活性钙磷陶瓷制备工艺，即将导电基体置于钙磷溶液中，通过高频感应的方式加热钛合金基体，同时通过设计相应的装置使钛合金附近区域形成温度梯度。这一温度梯度由钛合金基体表面向外逐渐降低，使基体表面形成了有利于钙磷沉积的热力学条件，从而使钙磷生物陶瓷能够在基体表面生长并形成涂层。初步研究结果证实，该工艺可在钛合金上制备出生物活性五水磷酸八钙涂层。     

热压法制备20％Grp／6061Al复合材料及其摩擦磨损特性研究

采用快速升温热压法制备了20%Grp/6061Al(质量分数,下同)复合材料并研究其摩擦磨损特性,通过光学显微镜和SEM分别观察了样品的组织结构及磨痕形貌,采用XRD分析了复合材料的相组成.研究表明快速升温热压能避免有害的界面反应,得到石墨颗粒分布均匀、界面干净且结合良好的Grp/6061Al复合材料,复合材料具有良好的摩擦磨损性能,T6处理能显著降低复合材料的摩擦系数和磨损率.在60 r/m转速、1 N～7 N载荷下,复合材料的摩擦系数随载荷的增大而减少,磨损量增大.T6热处理强化了界面结合,有利于石墨膜形成,降低了复合材料的摩擦系数,也显著减少了磨损率.热处理后,复合材料摩擦系数可达到0.16,磨损量平均减幅达50%,采用的最大载荷7 N下磨损率可减少到4.7×10-4 mm3/m.     

钛合金表面声电沉积/碱热处理法制备HA涂层研究

为了使钛合金(Ti-6Al-4V)具有生物活性,可在其表面施加生物活性羟基磷灰石(HA)涂层.对比了声电沉积法和碱热处理法实验结果,采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、电子能谱(EDS)、傅立叶红外透射光谱(FTIR)以及划痕测试等进行了分析.结果表明,直接采用声电沉积法在钛合金表面制备的羟基磷灰石涂层,经热处理后存在龟裂剥落现象;通过碱热处理法,对钛合金基体表面进行预处理,然后,借助声电沉积法,在钛金属表面沉积了透钙磷石涂层,经热碱液处理转变成的羟基磷灰石涂层,涂层完整,未出现剥落.经进一步高温烧结处理,所制涂层仍呈片状形貌,其由部分含钠的羟基磷灰石组成,而且HA涂层破坏的临界载荷未烧结前的4.365 N提高至烧结后的8.175N.     

含CeO2的紫味兰陶瓷颜料的研究

采用共沉淀法于低温下合成了含少量稀土氧化物CeO2的紫色陶瓷颜料,并采用颜色测定、SEM、XRD及能谱分析等手段对颜料的颜色、粒度及结晶构造等进行了表征。同时,将合成的颜料应用于陶瓷高温釉料中,表明该颜料可以应用于1320℃的高温。     

羟基磷灰石的含量对C_(f)/HA-CS复合材料力学性能的影响

以羟基磷灰石-壳聚糖(HA-CS)为基体,炭纤维为增强相,采用原位杂化的方法,制备了短切炭纤维增强HA-CS生物复合材料(C(f)/HA-CS)。重点研究了HA含量对复合材料结构及性能的影响。采用红外吸收光谱、X射线衍射、扫描电子显微镜和万能材料试验机分别对材料的结构及性能进行了测试和表征。结果表明,随着HA含量增加,复合材料的抗折强度和压缩强度都呈现先增加后下降的变化规律;当HA/CS=0.1时,复合材料抗折强度和压缩强度分别达到62.57 MPa和59.55 MPa的极大值。     

制备碳/碳复合材料的MCVI工艺热解反应特点研究

中的预热解;同时,碳纤维预制体经微波加热后,自发产生一定的温度梯度(预制体表面温度低于内部),抑制了预制体表面的气相热解反应,从而避免了由于在表面沉积引起的结壳现象,使前驱气体能保持线性小分子的状态向预制体内部输送,为实现预制体从内到外逐步致密提供了条件.