医用可降解Zn-Sn-Cu合金的力学及腐蚀性能研究

可生物降解锌及其合金具有良好的生物相容性和降解速率,在生物医用材料领域具有广阔的应用前景。但纯锌的力学性能不足,如强度低、可塑性差,限制了其临床应用。在此,采用重力铸造制备了新的三元Zn-3Sn-x Cu(x=0,1,2,3wt%)合金,旨在通过与铜(Cu)的微合金化来获得良好的耐腐蚀性和生物相容性,并提高力学性能。通过金相分析、拉伸试验、显微硬度测试以及电化学和浸泡试验,分析其微观结构、力学性能及耐蚀性能。结果表明,Cu的加入,使得合金具有更高的强度和硬度;体外降解试验表明:Zn-3Sn-x Cu(x=0,1,2,3wt%)合金的降解速率较Zn-3Sn合金有较幅的提升,满足可降解医用材料的标准,有望成为一种新型可降解医用材料。

一种粗铣刀周齿分屑槽的数控磨削工艺算法

针对粗铣刀分屑槽形状的磨削工艺,对粗铣刀周齿分屑槽结构参数进行了定义,建立了加工坐标系及切深引导曲线方程;借助运动学理论,提出了砂轮磨削姿态和砂轮磨削轨迹的计算方法;在VC++环境开发了一套算法模块,并对其进行了仿真验证及与Numroto磨削软件的仿真结果对比。结果表明,该轨迹算法能够较好的实现预期效果,具有较好的刀具结构扩展性和加工精度。

可降解锌基合金在骨科领域的研究进展

进入21世纪以来,随着材料科学的进步,医用金属植入材料从传统的316L不锈钢、钛合金等惰性金属材料逐渐转向可降解金属材料。可降解金属材料由于其良好的生物相容性和适宜的降解速率,可以在完成植入任务时被人体吸收,无需二次手术将内植物取出,从而引起广泛关注。在过去的10多年里,镁和铁及其合金作为医用可降解金属被广泛研究。锌是人体所必需的营养元素之一,因具有良好的生物相容性和适宜的降解速率,锌基合金在最近几年里成为继镁基和铁基合金之后又一具有广泛应用前景的医用可降解金属。然而,对锌基合金的设计和制备等仍处于初步阶段,还有大量的研究工作需要完成。综述了生物降解锌近年来用于骨科领域的研究进展,重点讨论了锌及其合金的力学性能、生物降解性能和生物相容性以及锌的合金化和制造技术之间的关系。

断屑钻尖后刀面的砂轮磨削位姿算法

定义了断屑钻尖后刀面的结构参数,构建了三个坐标系并分析了对应的转换矩阵;建立了断屑钻尖刃线及后刀面参数化数学模型;采用坐标变换矩阵描述了砂轮的运动方式,借助运动学原理,在数控磨削过程中提出了基于工件坐标系的断屑钻尖后刀面砂轮磨削位姿算法。基于VC++环境,开发了相应的计算程序并进行了一系列的磨削加工和测试来验证所提算法的有效性。测量结果表明:所提算法可保证断屑钻尖后刀面的结构精度,并可灵活调整磨削过程中砂轮姿态。

基于砂轮磨损参数的立铣刀后刀面磨削轨迹补偿算法

整体立铣刀后刀面通常采用数控工具磨床按照理想砂轮形状的运动轨迹进行磨削加工,然而在实际磨削过程中,砂轮参与磨削的区域(主要是砂轮边缘轮廓)会逐渐磨损,从而导致后刀面几何精度下降甚至轮廓错误。针对该问题,本文提出了基于砂轮磨损参数的整体立铣刀后刀面磨削轨迹补偿算法。首先,针对立铣刀后刀面磨削工艺,定义了磨削坐标系,推导了砂轮在磨削工艺参数下的姿态计算模型;其次,建立了针对砂轮轮廓磨损的结构参数定义;最后,基于上述模型和参数定义,推导了砂轮磨损状态下的磨削轨迹补偿坐标计算方法,保证了后刀面结构的完整和准确。通过磨削仿真和实际加工试验,对磨损砂轮的补偿效果进行对比测试。结果表明,所提出的砂轮轨迹补偿算法可以有效减少砂轮磨损对后刀面磨削加工的影响,对减少砂轮修整次数和提高磨削质量稳定性有重要意义。

右旋右刃与右旋左刃钻头镜像磨削工艺算法

不同旋向与不同刃线方向的钻头配合使用能有效抑制被加工工件的毛刺状况。为了提升右旋左刃钻头的制造能力,在右旋右刃刀具的磨削工艺基础上提出一种右旋左刃钻头镜像磨削算法:定义了钻头的整体结构参数,建立了三个坐标系,在对应的坐标系下通过右旋右刃磨削模型研究了钻头端齿与周齿部分磨削工艺的镜像磨削算法,编写C++程序模块对机床NC进行计算,经磨削仿真与实际加工验证了算法的有效性。

多孔负极集流体的研究进展

负极集流体是锂离子电池的重要组成部分,直接决定电池的内阻,影响电池的寿命和循环稳定性。目前商用锂离子电池的负极集流体多为电解铜箔,其局部电流过高易引起锂枝晶生长而导致电池失效,难以满足市场的需求。采用多孔集流体能充分利用其多孔结构和高比表面积来提高锂离子电池的循环稳定性和寿命,有效促进金属基负极的商业化。本文综述多孔负极集流体的制备工艺及其对电池性能的影响,多孔集流体的研发对提升锂离子电池的综合性能有重要意义,有助于促进新型高性能锂电池的应用。

真空热处理制备微米级多孔铜

对Cu_(75)Zn_(25)、Cu_(50)Zn_(50)和Cu_(25)Zn_(75)合金在450、500和550℃进行真空热处理,制备微米级多孔铜。采用XRD、SEM和EDS对制备的多孔铜进行分析,研究温度和成分对真空热处理后孔形貌的影响。结果表明,真空热处理制备的多孔铜孔径为0.5~8.0μm。温度升高使得孔径逐渐增大;铜锌合金中Zn元素含量增多,越容易形成多孔结构和较大的孔径。