莫来石基纳米复合陶瓷

纳米陶瓷是八十年代中期发展起来的一个新兴材料领域,纳米陶瓷的力学性能较同化学组成陶瓷相比有数量级的提高,并具有一些新的特性,为材料开拓了新的应用领域。本文介绍了莫来石基纳米陶瓷结构特点,主要制备方法,工艺要点及相关性能,并总结了纳米粒子在莫来石基体中的作用。     

磷酸钙骨水泥/明胶微球复合支架的力学性能

选用α-磷酸三钙(tricalcium phosphate,TCP)系磷酸钙骨水泥(calcium phosphate based cements,CPC)和明胶微球(gelatin microspheres,GMS)复合体系,制备了仿生CPC/GMS多孔支架。比较了戊二醛交联对GMS溶胀度的影响,并考察了支架在模拟体液中降解引起的抗压强度变化。用扫描电镜、X射线衍射分析了支架不同降解时期的表面形貌和晶相组成。结果表明:GMS降解后可获得水化产物羟基磷灰石,具有贯通性通孔,孔径范围在100～500μm之间的多孔骨水泥支架;明胶的加入对骨水泥水化过程有促进作用;随GMS加入量的增加,支架的孔隙率从37%增大到84%,其相应抗压强度由28.7MPa逐渐降到2.5MPa。     

BaZrO3／NaOH复相质子导体的制备与性能

Y掺杂的BaZrO3高温质子导体具有良好的化学稳定性，但较低的电导率影响了其在燃料电池领域的应用。本研究以NaOH为复相添加剂，ZnO为烧结助剂，中温烧结制备了BaZrO3／NaOH复相质子导体，采用直流四电极法测试了其在湿氢气中的电导率，扫描电镜观察了材料的显微结构，详细研究了ZnO和NaOH对材料微观结构和导电性能的影响。结果表明添加3mol％ZnO可以在1350℃成功制备出BaZrO3／NaOH复相质子导体，相对于单相的Y掺杂BaZrO3陶瓷，BaZrO3／NaOH复相质子导体显示出更高的质子导电性能。     

85Al2O3/SiC纳米复合陶瓷的耐磨损性能研究

通过控制无压埋烧条件制备了85Al2O3/SiC纳米复合陶瓷,重点研究了纳米碳化硅对复合陶瓷耐磨损性能的影响.结果表明,纳米复合陶瓷表现出显著优于基体材料的表面耐磨损特性.SEM分析表明,纳米碳化硅的加入使材料的磨损去除机制发生了改变,由大范围的深层晶粒拔出变为小尺寸的浅层去除和塑性变形.     

水热法制备羟基磷灰石涂层包覆镁合金的耐腐蚀性能和快速矿化能力EI北大核心CSCD

生物镁合金在骨组织修复中具有良好的应用潜力,但生理条件下极易受到腐蚀,失去原有的力学性能,导致植入体在服役过程中失效。为了提高其耐蚀性能和快速诱导磷灰石的能力,采用一步水热法在镁合金上制备了微纳结构的羟基磷灰石涂层,涂层极化阻抗值达到138.680 k?·cm^2,具有优异的电化学性能。在模拟体液中测试试样30 d内的体外降解性能,溶液的pH值稳定在7.10~7.60之间,腐蚀速率始终低于0.400 mm/y。在浸泡3 d时,涂层表面由羟基磷灰石形成,微纳结构能快速诱导Ca–P产物的沉积,具有良好的矿化能力。     

烧成制度及杂质对Mg-PSZ材料析出体形态和力学性能的影响

以阳泉产ZrO2原料为研究对象,通过控制烧成制度,即在烧结温度前保温(1600℃),再在C相区烧结固溶,经慢速冷却至1100℃后再自然冷却到室温,可使基体中长出大小合适的析出体,获得较佳的力学性能.含10mol%MgO的Mg-PSZ材料强度可达728MPa,韧性可达12.3MPa.m1/2,与宜兴料相比较,可知少量杂质(Fe2O3)可略降低材料的烧结温度,但对材料的力学性能无影响.通过SEM对选用不同烧成制度材料中析出体的形态进行了分析.     

ZTM_(15)/20SiC_p陶瓷材料性能测试方法比较及分析

本文采用不同方法测定了ZTM15 /2 0SiCP 材料的弹性模量、维氏硬度、强度和韧性。结果表明因测试方法的不同 ,同一材料所测得的强度和韧性有较大差异。分别采用三点弯曲和单边切口梁法所测得的ZTM15 /2 0SiCP 材料的强度和韧性值偏大 ,由径向加载法所测得的强度值较小 ,因试样受双向应力 ,纵向最大压力是横向最大拉应力的 3倍 ,该压应力对断裂有很大影响。用压痕法测定材料的韧性时必须考虑残余应力的影响。     

耐磨陶瓷／聚合物（高分子）涂层的研究

以环氧树脂为基材，通过聚合物体系的优化，添加亚微米级氧化铝（平均粒径0．58μm）陶瓷颗粒，制备了耐磨陶瓷／聚合物涂层。研究表明：在冲蚀条件下，添加Al2O3所制得复合涂层，其耐磨性较环氧树脂基质涂层有明显提高；当Al2O3的（质量分数，下同）为20％时，涂层可在较短的时间内达到稳定的磨损率。通过扫描电镜观察了涂层的表面摩擦形貌，陶瓷／聚合物涂层的磨损率的实现，主要源于在冲蚀过程中涂层内裸露的硬质陶瓷颗粒所产生的“阴影效应”，以及与此同时胶粘剂所起到的耗散冲击能量的作用。在冲蚀条件下，涂层主要以显微切削、犁沟和软基体的选择磨损及硬质点被挖出脱落为主。     

微波辅助法制备镁合金的植酸镁/羟基磷灰石复合涂层及其耐蚀性能

采用微波辅助法在AZ31镁合金表面制备了植酸镁/羟基磷灰石(PA/HA)复合涂层。利用FESEM、EDS、XRD和电化学性能测试等方法表征涂层的表面形貌、物相组成以及耐蚀性能,探究了植酸溶液的pH值对PA/HA复合涂层形貌及耐蚀性能的影响,并通过浸泡实验研究了镁合金及PA/HA复合涂层在模拟体液(SBF)中的降解矿化行为。结果表明:在植酸预处理中,植酸溶液的pH=5.0时制备得到的PA/HA复合涂层表面均匀、无裂纹,与镁合金基底的界面结合良好;并且在此pH值下PA/HA复合涂层包覆镁合金样品的交流阻抗最大,自腐蚀电流密度最小,说明其耐蚀性最好。在SBF中,PA/HA复合涂层能够快速诱导磷灰石的生成,并显著提高镁合金基底的耐蚀性能。     

烧成制度及杂质对Mg—PSZ材料极出体形态和力学性能的影响

以阳泉产ＺｒＯ２原料为研究对象，通过控制烧成制度，即在烧结温度前保温（１６００℃），再在Ｃ相区烧结固溶，经慢速至１１００℃后再自然冷却到室温，可使基体中长出大小合适的析出体，获得较佳的力学性能，含１０ｍｏｌ％ＭｇＯ的Ｍｇ－ＰＳＺ材料强度 可ａ韧 可达１２．３ＭＰａ·ｍ＾１／２，与宜兴料相比较，可知步量杂质（Ｆｅ２Ｏ３）可略降低材料的烧结温度，但对材料的力学性能无影响，通过ＳＥＭ对选用不同烧成制度材