激光粉末床成形316L不锈钢多孔结构力学性能研究

以激光粉末床熔融(LPBF)技术成形的316L不锈钢体心立方型(BCC)多孔结构为研究对象,利用有限元分析法对不同长径比杆件的体心立方型多孔结构进行了准静态压缩过程模拟,分析了其微观力学响应和应力-应变特性。制备了体心立方型316L不锈钢多孔结构样件,对样件进行了准静态压缩试验,分析了具有不同几何参数的多孔结构的应力-应变特性和变形失效机制,并对比分析了仿真和力学试验的结果。研究结果表明：当成形样件杆件的直径从0.4 mm增加到1.2 mm时,杆件直径的相对误差从15.00%下降到6.08%,直径越大,相对误差越小,等效弹性模量从59.87 MPa增加到3356.21 MPa,压缩屈服强度从1.02 MPa增加到33.88 MPa;有限元分析法与力学试验得到的等效弹性模量和压缩屈服强度的平均相对误差分别为9.11%和7.86%。     

生物医用多孔钛及钛合金激光快速成形研究进展

多孔钛及钛合金具有良好的生物相容性和与人骨更匹配的力学性能,是人体理想的替代材料,因此其制备技术及相关性能研究引起了广泛关注。激光快速成形是一项先进的制造技术,在制备生物多孔金属材料时具有独特的优势。介绍了激光快速成形的工作原理和技术特征,根据成形工艺特点简要回顾了4种代表性激光快速成形技术(选择性激光烧结、选择性激光熔化、激光近净成形和激光立体成形)的国内外发展现状,并重点论述了这几种技术在制备生物医用多孔钛及钛合金方面的最新研究进展,最后指出了今后在该领域的主要研究工作。     

全组分木质活性炭球的制备及其乙烯吸附性能研究

目的 制备全组分木质活性炭球,应用于乙烯吸附,筛选出乙烯吸附效果最好的活性炭球制备工艺。方法 以木材液化物为原料,探究不同的固化时间对制备的全组分木质活性炭球微观形貌的影响,利用场发射扫描电子显微镜观察其微观结构,通过氮气吸附-解析等温线计算样品孔径分布及其比表面积;使用气相色谱仪,结合乙烯吸附标准曲线,分析时间及吸附剂用量对4种活性炭球吸附乙烯性能的影响。结果 随着固化时间的增加,碳球表面趋于光滑、内部结构越来越致密,石墨化程度逐渐提高,比表面积和孔容逐渐减小。当固化时间为0.5 h时,比表面积高达2 073 m²/g,乙烯吸附量高达197.99 mg/g,约3 h达到吸附平衡。结论 全组分木质活性炭球能有效吸附乙烯气体,固化时间太长,活性炭球内部孔隙减少,不利于吸附乙烯气体。活性炭球孔容越大,乙烯吸附效果越好。     

激光烧结法制备原位增强型多孔镍基复合材料

对自熔性镍基合金和TiH_2的混合粉末进行了激光烧结实验,并采用XRD、SEM、EDX等分析手段对烧结试样的微观组织结构进行了表征,对试样中的孔结构及析出相的成形机制进行了初步探讨.结果表明,烧结后试样中存在原位增强相TiC、TiB_2和孔结构;大量微米级尺寸的圆孔以及呈放射状或针叶状的高温强化相CrB均匀分布于基体中.     

海绵状涤纶改性纤维及其纱线的性能测试与分析

采用线密度基本相同的海绵状涤纶改性纤维加工的纱线与普通纯涤纶纱线及涤棉混纺纱线进行单强、弹性、条干、毛羽、吸湿性及快干性的展开研究,展示海绵状涤纶改性纤维纱线比纯涤纶纱线更好的吸湿性、快干性、弹性、手感柔滑蓬松性,为改性涤纶产品的开发与运用提供了依据。     

新型蜂窝状微孔改性涤纶织物的性能

新型蜂窝状微孔结构改性涤纶纤维的表面和横截面均有微孔结构,为了研究这种改性涤纶纤维及其织物的性能,将蜂窝状微孔改性涤纶纱线和普通涤纶纱线分别与同一种纯棉纱线交织制作成两种织物.对两种交织织物试样进行吸湿性、吸水性、折皱弹性、透气性及手感的测试与分析.结果显示:改性涤纶织物的吸湿性、快干性、透气性及折皱回复性均比普通涤纶织物明显提高,且改性涤纶织物手感柔滑,蓬松性和染色性能均优于涤纶织物.     

锂离子电池负极材料多孔硅/硅铁合金的制备及性能

为改善锂离子电池硅负极材料的电化学性能,利用镁热还原法制备了不同铁掺杂量的多孔硅/硅铁合金复合材料,并对其结构以及在锂离子电池中的充放电性能进行了研究.材料均呈现多孔结构,硅铁合金均匀分布在孔道内部.多孔硅/硅铁合金复合材料具有较好的循环稳定性,在0.1C倍率下循环100圈后可逆容量为1 133.5 m A·h/g,容量保持率为66%;在1C倍率下可逆容量仍可以达到776.9 m A·h/g.     

基于SLM的梯度多孔牙种植体力学特性

目的 确定既满足强度要求又能够有良好长期稳定性的梯度多孔牙种植体最佳孔隙值。方法 设计4组不同孔隙率(G30、G40、G50、G60)的梯度多孔结构样件及均质多孔样件S30,选区激光熔化(SLM)成型后通过准静态压缩试验对其力学性能进行研究,测量出样件的弹性模量和屈服强度。通过有限元分析评估不同孔隙率种植体及对应下颌骨组织的应力分布。结果 相较于实体钛合金结构(110 GPa),多孔结构的弹性模量(13.47~15.88 GPa)已完全符合人体自然骨组织(2~20 GPa)范围,多孔结构屈服强度(484.81~834.47 MPa)远高于皮质骨(180.5~211.7 MPa);梯度多孔结构样件弹性模量相较于均质多孔结构略有提升,屈服强度(834.47 MPa)比均质多孔结构样件(730.56 MPa)提高了约14%。梯度多孔种植体周围皮质骨最大等效应力值分布在43.362 9~45.015 4 MPa之间,松质骨最大等效应力值分布在4.756 58~ 5.055 6 MPa之间,完全满足2~60 MPa范围内的最大应力,适合骨组织生长。种植体与下颌骨之间的应力差值随着孔隙率的增大而逐渐变大,孔隙率为30%的TPMS–G型梯度多孔牙种植体与下颌骨应力差值最小,生物力学特性最佳,有利于形成稳定的骨整合。结论 通过试验及仿真模拟,确定了适用于种植体的最佳梯度多孔结构,既满足强度要求,又具有良好的长期稳定性。     

3-3型与1-3型多孔锆钛酸铅陶瓷的结构和性能

以叔丁醇为溶剂和成孔模板,采用冷冻–干燥工艺制备1-3型多孔锆钛酸铅（lead zirconate titanate,PZT）陶瓷,采用凝胶注模工艺制备3–3型多孔PZT陶瓷,利用扫描电子显微镜和压汞仪对多孔陶瓷的形貌和孔径分布进行表征,利用阻抗分析仪测试多孔陶瓷的介电常数,利用Piezo–metersystem测量仪...     

ZrO2纳米颗粒对PEO涂层微观结构及热物理性能的影响

目的 提高PEO涂层的热物理性能.方法 以活塞主流材料——高硅铝合金(ZL109)为基体,在硅酸盐系电解液中,添加不同浓度的ZrO2纳米颗粒,制备一系列ZrO2/Al2O3复合PEO涂层,并通过涡流测厚仪、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)及X射线衍射仪(XRD)分析ZrO2纳米颗粒对涂层生长、微观形貌、元素组...