壳聚糖包覆ZIF-90的药物释放及抗菌性能研究

以沸石咪唑骨架(zeolite imidazole framework,ZIF)为载体,高效合成了新型生物相容性抗菌药物缓释系统Levo@ZIF-90@CS。将抗菌药物左氧氟沙星(levofloxacin,Levo)负载到ZIF-90分子筛中,载药量为481 mg/g。在药物释放过程中,壳聚糖(chitosan,CS)作为一种pH敏感的生物材料,通过席夫碱反应共价修饰在ZIF-90表面,提高了复合材料的pH响应性。在pH=5.5的酸性条件下(细菌通过代谢导致局部酸性微环境)快速释放Levo,92%的Levo在40 h内被释放,而在正常环境下40 h的释放量为46%。抗菌试验结果表明,Levo@ZIF-90@CS对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌均有较好的抑制作用。Levo@ZIF-90@CS具有较高的载药量和较好的抗菌性能,可作为一种良好的抗菌药物释放系统。

PLZT透明陶瓷的微区组分调控及梯度设计与电光性能研究

镧掺杂锆钛酸铅(PLZT)透明陶瓷因其优异的光学透明性和电光效应,在现代光通信和高能激光技术等领域具有重要应用前景。然而PLZT透明陶瓷的电光性能对环境温度变化非常敏感,增加了其在宽温度范围电光调制器中的应用难度。本文围绕PLZT(10/65/35)透明陶瓷开展了材料铁电、介电及电光性能随温度变化的相关研究,通过对关键掺杂离子La^(3+)含量的微区调控和构建一定分布梯度,改善材料的电光性能及其温度稳定性。通过传统氧气氛热压烧结获得系列纯钙钛矿相结构的PLZT陶瓷,材料显微结构均匀致密;所有样品均呈现良好的光学透过率(52%~60%,λ=632.8 nm);随着La^(3+)含量微量增加,PLZT陶瓷的介电峰谱弛豫性增大,同时微区La^(3+)组分波动性增强的0-3复合和2-2复合PLZT陶瓷的介电温谱谱峰显著展宽且介电常数峰值提高;随温度的升高,陶瓷样品的铁电电滞回线(P-E)中最大极化值(P_(max))、剩余极化值(P_(r))和矫顽力场强(E_(c))逐渐减小;0-3复合和2-2复合PLZT(10/65/35)陶瓷的铁电极化值P max比均匀混合PLZT(10/65/35)陶瓷明显提高,且其等效二次电光系数在弥散相变温区显著增加。

掺Mg^(2+)的ZIF-8材料的制备及抗菌和促成骨性能研究

金属有机框架材料被广泛应用于种植体、骨修复等医疗领域。选用二甲基咪唑为有机配体,Mg^(2+)、Zn^(1+)为金属结节,通过溶剂热法在室温下成功合成纳米级Mg@ZIF-8有机框架材料。Mg@ZIF-8纳米颗粒为正十二面体结构,粒径为200~400 nm,具有Mg–N、Zn–N、C–N、C=C、C=N、C-H官能团,在酸性微环境下不稳定,以上物理表征与ZIF-8相似。抗菌实验结果表明:随着Mg^(2+)浓度的升高,Mg@ZIF-8对大肠杆菌的抗菌性能逐步提高,而且一定浓度的Mg^(2+)对金黄色葡萄球菌的抗菌性能也有所提高。体外矿化实验表明:Mg^(2+)能够促进钛片表面P、Ca的沉积。Mg@ZIF-8有机框架材料在植入物领域有良好的应用前景。

硅烷化银涂层钛植入物的抗菌改性研究

对钛种植体进行表面改性处理需要满足抗菌性和生物相容性的要求,才能保证植入的成功。采用不同表面改性方法对钛表面的形态特征、抗菌性和生物相容性进行了研究,结果表明:钛片经酸蚀和碱热改性处理后,其表面生成了均匀分布的三维网状结构,提高了钛片的亲水性和粗糙度,增强了钛片的生物活性,同时促进了细胞黏附;采用硝酸银和柠檬酸三钠,通过化学反应成功制备出了银纳米颗粒;硅烷化处理的钛片浸泡在合成的纳米银液中,成功在钛片表面构建出了载银抗菌涂层。同时经酸蚀碱热处理的钛片,硅烷化改性2 h后,银包覆钛底物具有最高的抗菌性和生物相容性。研究成果可为医疗用钛植入物的生产提供借鉴。

陶瓷/金属的自蔓延高温合成焊接研究现状

陶瓷与金属是两类组织结构及物化性质相差悬殊的材料 ,将两者接合在一起 ,必将成为一种具有较大应用潜力的新型结构材料。本文在对陶瓷与金属的性能进行比较的基础上 ,阐述了自蔓延高温合成焊接陶瓷 /金属的特点 ,并综述了自蔓延高温合成焊接陶瓷

燃烧合成技术焊接TiB_2陶瓷/金属Fe

燃烧合成技术是近年来迅速兴起的材料制备新技术 ,文中将燃烧合成技术对TiB2 陶瓷 /金属Fe片进行了焊接。对中间焊接反应料的产物进行了XRD物相分析 ,主要产物为TiB2 。并对关于中间层不同Fe含量时的界面扩散情况进行了定量分析 ,对焊接性能的影响进行了探讨。试验表明 ,采用燃烧合成技术可成功地制取TiB2 陶瓷 /金属Fe试样 ,且焊接界面结合良好 ,中间焊料层Fe的质量百分含量较高时 。

自蔓延高温合成技术焊接制备(TiB_2+Fe)/Fe结构材料

SHS焊接陶瓷与金属是一种新的陶瓷 /金属连接工艺 ,本文采用SHS工艺制备了 (TiB2 +Fe) /Fe结构材料 ;通过SEM测试及显微结构分析表明TiB2 +Fe陶瓷金属层结构致密 ,Ti从TiB2 +Fe侧向Fe基片侧进行扩散 ,以及TiB2 +Fe层与Fe基片结合良好。接头断裂时 ,断裂位置发生在TiB2 +Fe金属陶瓷层 ,而不是沿着TiB2 +Fe层与Fe基片的界面断裂。

硅酸钙及硅酸钠浓度对钛合金表面生物活性涂层的影响

使用微弧氧化技术,在恒压工作模式下,脉冲电压400 V,脉冲频率600 Hz,占空比15%,氧化时间10 min,电解液由CaSiO3,Na2SiO3·9H2O,EDTA-2Na和K2HPO4·3H2O组成,以不同浓度(0.0835-0.15 mol/L)的CaSiO3及不同浓度(0-0.06 mol/L)的Na2SiO3·9H2O,在3D打印基体钛片表面制备生物活性涂层。利用扫描电子显微镜、能谱仪、电化学工作站、涡流膜厚仪、Image-Pro Plus 6.0、轮廓仪、划痕仪等对涂层进行结构、性能及微观形貌表征,研究CaSiO3和Na2SiO3·9H2O浓度对涂层的影响。结果表明:随着CaSiO3浓度的增加,涂层厚度、粗糙度、微孔孔径及孔隙率、涂层钙磷元素比逐渐增大,耐腐蚀性能及膜基结合力变差;随着Na2SiO3·9H2O浓度的增加,涂层孔隙率及孔径先增大后减小,涂层厚度、粗糙度、涂层钙磷元素比逐渐增大,膜基结合效果和耐腐蚀性先变差后变好。当CaSiO3和Na2SiO3·9H2O的浓度分别为0.15 mol/L和0.015 mol/L时,涂层的性能最佳。

TiB_2陶瓷与Mo金属的燃烧反应焊接

采用燃烧反应工艺焊接了TiB2陶瓷与金属Mo,对中间反应层生成物进行了XRD物相分析,对焊接界面结合情况进行了电子探针分析。温度和中间层组分对焊接件的抗弯强度和抗剪切强度有一定的影响。分析表明:抗弯强度在焊接温度为1500℃,中间层Mo含量为80wt%时达最大值;在焊接温度为1500℃,中间层组分中含Mo为40wt%时所得焊接件抗剪切强度值达最大。

“材料工程基础”课程教学改革探讨

以上海理工大学材料科学与工程学院材料成型及控制工程专业开设的"材料工程基础"课程为例,针对该课程的特点、教学现状、存在的问题以及开设该课程时拟定的指导思想,提出并实施了"以人为本"即以教师和学生为本,以提高教学质量和加强人才培养为目的,从整合课程内容、合理组建教学队伍、改进教学方法和教学手段、理论与实践结合等方面进行了一系列改革和创新,通过这些改革,使该课程的教学效果事半功倍。

高强高导TiB_2-Cu基复合材料的研究现状及展望

TiB2-Cu基复合材料具有高强度、高导电性等优异性能,有着广泛的应用前景.重点介绍了高强高导TiB2-Cu基复合材料的制备方法,并对其发展趋势进行了展望.

试述永磁材料及软磁材料的研究进展

永磁材料和软磁材料是磁性材料中的两大类主要磁性材料，本文在综述磁性材料的基础上，较详细地阐述了永磁材料和软磁材料在国内外的研究进展情况，并展望了其发展趋势。

金属学与热处理课程教学改革

金属学与热处理是材料科学与工程专业和材料成型与控制工程专业的专业基础课。针对金属学及热处理课程的特点,结合金属学与热处理课程教学实践经验,对教学内容、教学方法、教学手段等方面进行了分析和探讨。

浓硫酸-乙二醇溶液电抛光NiTi合金的工艺与性能

研究了一种可用来抛光NiTi合金的安全稳定的浓硫酸-乙二醇电抛光液体系。通过改变浓硫酸浓度,抛光电压以及抛光温度,分析了不同工艺条件对电抛光试样的微观形貌,表面粗糙度的影响以及电抛光试样与基体试样耐腐蚀能力和支撑力的变化趋势。结果表明,该抛光液体系中最佳的抛光工艺为7 mol/L浓硫酸,10V电压以及20℃,电抛光后试样的最小表面粗糙度(112.9nm)有一定程度降低,耐腐蚀能力有明显提升(形成钝化层),支架支撑力也可以通过电抛光得到有效控制。

Cu-Ni-Si合金连续挤压过程中的组织演变及性能

利用光学显微镜、透射电子显微镜(TEM)、维氏硬度仪和万能材料试验机对Cu-Ni-Si合金连续挤压过程中的组织演变和性能特征进行研究。结果表明:Cu-Ni-Si合金在连续挤压过程中发生了第二相颗粒的析出,颗粒大小约为10 nm;与纯铜的连续挤压相比,Cu-Ni-Si合金在连续挤压过程中没有发生明显的动态再结晶,因此,直角弯曲变形区可进一步划分为呈典型织构组织分布的直角弯曲前变形区和直角弯曲后变形区;各变形区的硬度值随着变形量的增加逐渐由95HV上升至194HV,并在粘着区和直角弯曲区出现明显升幅。拉伸实验结果表明:挤压前后,材料的抗拉强度由276 MPa上升至505 MPa,而塑性由22.3%下降至13.4%。

高速电气化铁路接触线的研究与应用

接触线也称为电车线,是电气化铁路接触网的重要组成部分。随着电气化铁路向着高速发展,对接触线的理化性能提出了更高的要求。由于国内传统生产技术的限制,国产的接触线强度低,平直度、耐磨性、抗蠕变能力差,越来越难以满足我国铁路提速和安全运行的需要。综述了高速电气化铁路接触线的研究现状、应用情况以及存在的问题,特别对电气化铁路常用的银铜、锡铜以及镁铜等接触线进行了详细的描述,并展望了接触线材料的发展趋势。

铜热浸镀铝扩散层生长动力学模型

采用一浴法对铜进行了热浸镀铝试验,热浸镀时间为10～25s,热浸镀温度为963～1013K.研究了热浸镀温度和时间对铜铝复合材料界面扩散层厚度的影响,采用XPL-15型偏光显微镜（PM）测量铜铝复合材料扩散层厚度,并依据热浸镀铝试验建立了铜铝复合材料界面扩散层生长动力学模型.结果表明,铜铝复合材料界面扩散层的生长动力学符合抛物线扩散规律,与热浸镀温度的指数成正比,与热浸镀时间成抛物线增长关系；铜热浸镀铝扩散层生长动力学模型的修正系数k 与时间t存在线性关系.

铜箔表面化学气相沉积少层石墨烯

利用化学气相沉积法(CVD法),在金属基底上生长大面积、少层数和高质量的石墨烯是近年来研究的热点。本研究采用CVD法,在常压高温条件下,以氩气为载体、氢气为还原气体、乙烯为碳源,在铜箔表面生长石墨烯。通过扫描电子显微图(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和拉曼图谱(Raman)分析,发现铜箔表面质量和石墨烯的生长时间对石墨烯的层数和缺陷有较大影响。用20%的盐酸去除铜箔表面的保护膜和Cu_2O等杂质,铜箔在1000℃下退火60min可以使铜箔晶粒尺寸增大以及改善铜箔表面的形貌。研究发现生长时间为60s和90s时,制备的石墨烯薄膜对称性良好且层数较少。其中,生长时间为90s时,拉曼表征石墨烯的I_D/I_G值为0.7,表明其缺陷比较少。

CrAlN/WS_2纳米多层膜的微观结构和力学性能研究

采用反应磁控溅射工艺在Si基体上沉积了不同调制周期的CrAlN/WS2纳米多层膜,采用X射线衍射仪（XRD）、高分辨透射电子显微镜（HRTEM）、纳米压痕仪和HSR-2M涂层摩擦磨损试验机、扫描电子显微镜（SEM）,研究了调制周期对CrAlN/WS2纳米多层膜微观结构和力学性能的影响。研究结果表明,WS2层厚度低于0.8nm时,六方结构的WS2在CrAlN的模板作用下转变为B1-NaCl型面心立方结构并与CrAlN层发生共格外延生长,使薄膜得到强化,在WS2层厚度为0.8nm时,薄膜硬度和弹性模量达到最大,分别为37.3和341.2GPa。随着WS2层厚度的进一步增加,WS2又转变回六方结构,使薄膜共格外延生长结构破坏,结晶度降低,耐磨性增强,硬度和弹性模量减小。CrAlN/WS2纳米多层膜的摩擦系数均在0.2-0.3之间,远低于单层CrAlN的摩擦系数的0.6,磨损率亦明显减小。获得了综合力学性能优异的CrAlN/WS2纳米多层膜。

TiSiN纳米复合结构涂层的研究进展

简要介绍了TiSiN纳米复合涂层的晶体结构,主要从涂层的性能、制备方法、硅含量以及其它元素掺杂的影响等方面综述了TiSiN纳米复合涂层的研究进展,最后对其存在的主要问题和今后的发展方向进行了总结和展望。