1 1.西南医科大学附属医院骨与关节外科, 四川省骨科置入器械研发及应用技术工程实验室, 泸州 646000
2 2.川北医学院第二临床学院, 南充市中心医院组织工程与干细胞研究所, 南充 637000
3 3.山东大学齐鲁医学院口腔医学院, 口腔医院口腔颌面外科, 济南 250012
4 4.山东省口腔组织再生重点实验室, 山东省口腔生物材料与组织再生工程实验室, 山东省口腔疾病临床医学研究中心, 济南 250012
骨科钛内置物存在感染的风险, 需要开发具有抗菌性、生物相容性且不易产生耐药性的表面涂层。通过电泳沉积15、30、45、60 s在微弧氧化(MAO)的钛表面制备了4组纳米氧化镁(MgO)涂层。MgO颗粒在MAO表面形成均匀涂层, 覆盖率随电泳时间延长。与金黄色葡萄球菌共培养6 h后, 4组样品抗菌率分别为1%、69%、83%、84%; 共培养24 h后抗菌率分别为81%、86%、89%、98%。显微观察发现MgO沉积样品表面黏附细菌密度、活细菌比例均随沉积时间延长而减少。与小鼠成骨细胞共培养1 d后, 4组样品存活率(相对空白孔板中所接种细胞)分别为108%、89%、53%、27%, 5 d后分别为139%、117%、112%、66%。荧光显微观察发现MAO样品表面未见死细胞, 而MgO沉积样品表面死细胞比例随沉积时间延长而增加, 但在实验周期(5 d)内均<5%。本研究表明电泳沉积30 s制备的MgO涂层具有良好的体外抗菌性和生物相容性。
钛 内置物 抗菌 微弧氧化 氧化镁 电泳沉积 titanium implant antibacterial micro-arc oxidation magnesium oxide electrophoretic deposition
1 内蒙古工业大学 1. 材料科学与工程学院
2 内蒙古自治区薄膜与涂层重点实验室, 呼和浩特 010051
为了提高氢化锆表面微弧氧化陶瓷层的致密性及阻氢性能, 采用恒压模式对氢化锆基体进行微弧氧化处理, 在磷酸盐电解液体系下, 研究阶段占空比分别为40%-50%-60%、50%-60%-40%和60%-50%-40%三种情况下陶瓷层的生长过程。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、膜层测厚仪分析陶瓷层的形貌、相结构及厚度; 通过真空脱氢实验评价不同阶段占空比模式下获得陶瓷层的阻氢性能。研究结果表明: 不同阶段占空比模式下在ZrH1.8表面可制得厚度分别为162.6、175.9、158.7 μm的氧化锆陶瓷层, 且所制微弧氧化陶瓷层均由M-ZrO2、T-ZrO2以及Zr0.95Ce0.05O2三种物相组成, 阶段占空比对陶瓷层物相组成无显著影响; 阶段占空比为40%-50%-60%条件下, 氢化锆表面所制陶瓷层厚度达到162.6 μm, 氢渗透降低因子(Permeation Reduction Factor, PRF)达到12.5, 阻氢性能较佳。
微弧氧化 氢化锆 占空比 陶瓷层 micro-arc oxidation zirconium hydride duty cycle ceramic layer
1 西安理工大学 材料科学与工程学院, 西安 710048
2 西安科技大学 材料科学与工程学院, 西安 710054
采用不同浓度的NaOH溶液对AZ31镁合金微弧氧化(Micro-arc oxidation, MAO)陶瓷层进行水热处理, 研究了水热溶液浓度对MAO陶瓷层组织结构及耐蚀性能的影响, 探讨了水热成膜及膜层的腐蚀机理。研究结果表明：水热处理过程中MAO陶瓷层表面的MgO部分溶解, 释放出的Mg 2+与水热溶液中的OH -结合形成Mg(OH)2纳米片沉淀在陶瓷层表面及孔洞内。随着水热溶液中NaOH浓度的增加, 水热处理过程中形成的Mg(OH)2将MAO陶瓷层表面的孔洞及裂纹等固有缺陷闭合, 提高了膜层的致密性。电化学实验结果表明, MAO及水热复合处理所制备的Mg(OH)2/MAO复合膜层比单一MAO陶瓷层具有更好的耐蚀性, 而且随着NaOH浓度的提高, Mg(OH)2/MAO复合膜层的耐蚀性增强; 浸泡实验结果表明Mg(OH)2/MAO复合膜层能为镁合金基体提供长久的腐蚀防护保护能力。
镁合金 微弧氧化 水热处理 复合膜层 耐蚀性 magnesium alloy micro-arc oxidation hydrothermal treatment composite coating corrosion resistance
1 西南林业大学机械与交通学院, 云南 昆明 650224
2 苏州大学机电工程学院激光加工中心, 江苏 苏州 215021
3 中国科学院金属研究所金属腐蚀与防护实验室, 辽宁 沈阳 110016
利用微弧氧化工艺, 在铝合金表面制备了不同厚度的氧化涂层, 对微弧氧化铝合金和高铝超薄玻璃进行了激光透射焊接。研究了微弧氧化涂层厚度对焊接件的剪切力、焊缝形貌及焊缝结合界面的影响, 并分析了焊缝形成机理。研究结果表明, 微弧氧化涂层能够有效地充当焊接件的激光能量吸收层和缓冲层, 焊缝处形成的混合镶嵌结构是实现材料连接的主要原因; 微弧氧化涂层越薄, 焊接件的剪切力越大。
激光技术 激光焊接 超薄玻璃 铝合金 微弧氧化 剪切力 中国激光
2017, 44(12): 1202008
随着柔性版印刷在行业中的市场占有率越来越高, 其核心部件网纹辊的制造工艺受到了更多的重视。目前陶瓷网纹辊表面的陶瓷涂层主要是通过等离子喷涂方法制成的, 其制作成本较高, 而且涂层在使用中有脱落的可能。微弧氧化法制成的氧化铝陶瓷克服了传统材料的缺陷, 而且制作成本较低。首先使用纯的氧化铝陶瓷片进行前期的激光工艺实验, 然后使用微弧氧化法制成的氧化铝陶瓷进行雕刻实验, 以证明这种材料用于雕刻网纹辊的可行性。 实验中, 首先在80～120线/英寸范围内使用CO2激光器在这种材料上进行静态雕刻实验, 在目前广泛使用的60o蜂窝型的网穴角度条件下, 分析激光峰值功率、占空比和焦点位置对于网纹辊网穴形状的影响。得到如下结论：(1)为了避免熔渣对网穴形貌的影响, 应尽量使用较小的峰值功率与占空比; (2)在保证光斑功率密度的前提下, 焦点位置应位于加工材料表面之上, 这样才能够获得形状较好得网穴。 之后, 对微弧氧化法制成的陶瓷辊进行了动态雕刻实验, 对实际加工中的关键要素进行了分析, 探讨了机床加减速过程、加减速过程中速度变化的不一致性以及激光脉冲前沿位置的不确定性等因素对于网纹辊加工质量的影响, 并提出了用于网纹辊加工的激光加工设备的基本要求。
激光加工 微弧氧化 氧化铝陶瓷 陶瓷网纹辊 laser processing micro-arc oxidation alumina ceramic anilox
