可降解Fe@Fe-Zn骨组织工程支架体外生物相容性研究

目的 以多孔铁为基体,利用脉冲电沉积制备可降解多孔Fe@Fe-Zn复合材料骨组织工程支架,以期提高材料的降解速率和抗菌性能。方法 通过调节脉冲频率,得到不同Zn含量的Fe-Zn合金层;使用电子探针、X射线衍射仪、扫描电镜来研究材料的元素含量、相组成和显微结构;通过压缩测试考察支架的力学性能;用体外浸泡来考察材料的降解性能;用浸提液培养分析材料对小鼠胚胎成骨细胞的黏附铺展和细胞活性的影响;用浸提液和直接培养来探究材料的抗大肠杆菌性能。结果 随脉冲频率增加,合金中Zn含量减小;不同合金均为单一的α(Fe)相;电沉积组织致密,杂质含量低;Zn含量为7.5%(均以质量分数计)时,支架抗压屈服强度较多孔铁提升6%;复合材料的降解速率为0.44~0.48 mm/a,较多孔铁有显著改善;复合材料浸提液在稀释到25%(体积分数)时,表现出良好的细胞相容性,且随Zn含量增加,细胞活性增强;Zn含量为7.5%时,材料的抗菌性能最好。结论 通过电沉积制备的Fe@Fe-Zn支架的腐蚀速率相较于多孔铁有明显提高。随合金层中Zn含量的增加,其细胞活性增强,抗菌性能提高。Fe@Fe-Zn有望发展为可广泛应用的可降解骨组织工程支架材料。     

电子束精炼GH4068高温合金的除杂工艺及机制研究

目的 探究电子束精炼法对GH4068合金中夹杂物去除行为的影响。方法 用电子束熔炼设备对常规冶炼法制备的GH4068高温合金进行了精炼,使用扫描电子显微镜(SEM)及其配备的能谱(EDS)功能探究了合金中夹杂物的形貌、成分、数量及尺寸,并用AZtec软件进行了统计分析。结果 在GH4068合金中,含量最多的夹杂物为Al2O3-TiN复合型夹杂物,其次为氧化物、氮化物以及少量的碳氮化物。经电子束精炼后,合金中的O含量、N含量、夹杂物的数量密度和面积密度以及最大夹杂物尺寸均有所降低;当精炼参数为12 kW-30 min时,精炼效果最佳,合金中的氧的质量分数降低到6.50×10⁻⁶(下降了80.06%),氮的质量分数降低到0.13×10⁻⁶(下降了95.00%),夹杂物的数量密度和面积密度分别降低到21.99个/mm²和34.08 μm²/mm²(分别降低了45.62%和52.40%),最大夹杂物面积降低到12.59 μm²(母材面积为50.23 μm²),GH4068的纯净度得到了显著提高。结论 电子束精炼法有良好的除杂效果,且除杂效果随功率的升高呈现出先增强后减弱的趋势,GH4068合金的最佳精炼工艺参数为12 kW-30 min。