TLM钛合金表层TiN/Sn复合涂层的制备及磨损行为研究

为了提高Ti-25Nb-3Zr-2Sn-3Mo(TLM)钛合金的耐磨性能,采用表面机械复合强化(SMCS)工艺在合金表层制备了复合涂层并研究了复合涂层的显微组织、微观力学性能和摩擦学性能。结果表明:采用表面机械复合强化技术可在合金表层成功制备TiN/Sn复合涂层,随着Sn含量的增加,复合涂层的厚度和粗糙度不断增大,10%、20%、30%、40%Sn涂层的厚度分别为9.08、14.05、18.33、23.55μm;10%、20%、30%、40%Sn涂层的表面硬度分别为590、529、465、400 HV,相比基体硬度(~230 HV)有所提高。复合涂层的磨损量随Sn含量的增加先减小后增大,20%Sn样品具有最低的磨损量;在干磨损试验中,原样的磨损机制以黏着磨损为主,同时伴随磨粒磨损,复合强化样的磨损机制为磨粒磨损、黏着磨损,同时伴随氧化磨损。

表面肝素改性TLM钛合金的血液相容性评价(英文)

在新型近β钛合金TLM(Ti-3Zr-2Sn-3Mo-25Nb)表面用溶胶-凝胶法镀上一层TiO2薄膜,再将薄膜依次用羟基化溶液和胺基化溶液处理以在薄膜表面引入活性OH-和NH2-,然后通过该活性官能团将肝素共价键接在薄膜表面。利用XRD、SEM和EDS研究了TiO2薄膜的相结构和表面特性;通过测定材料表面的接触角、溶血率和血小板黏附行为对肝素化TLM合金的血液相容性进行分析、评价。结果表明,表面肝素化处理后TLM合金的血液相容性得到了明显的改善。

Hank's模拟体液中医用TLM合金的微磨粒磨损行为

采用TE66微磨粒磨损实验机对外科植入材料Ti-Zr-Nb-Mo-Sn(TLM)钛合金在Hank's模拟人体体液中的微磨粒磨损行为进行研究。通过正交实验结果可知:影响TLM钛合金微磨粒磨损行为的各因素的显著程度由高到低依次为料浆浓度、载荷、滑移速度、磨粒及滑移距离,并研究料浆浓度对TLM钛合金微磨损行为的影响。结果表明:不同载荷下,由于单位体积内的磨粒数量增加致使TLM钛合金的磨损体积随料浆浓度增加而增加;摩擦因数在微磨损-腐蚀共同作用下随料浆浓度增加先增加而后降低,主要是由于随着微磨损-腐蚀的进行,在摩擦副表面产生氧化膜或钝化膜,而这些膜具有一定的润滑作用致使摩擦因数降低;同时可得知在浓度相同时,载荷越大,摩擦因数越大。

电磁场数值模拟TLM算法及其应用

传输线矩阵 (TLM)算法是基于Huygens的波传播模型 ,与计算机结合起来后 ,成为一种强有力的三维时域电磁场数值仿真算法。在 1971年TLM被首次提出以后 ,便得到不断的改进 ,从二维到三维 ,从扩展型结点到凝缩型结点 ,从时域TLM到频域TLM ;而其应用也从最初的处理电磁场问题发展到对微波电路的模拟、高速IC的设计 ,以及处理光学、机械学、热学和声学问题。本文详细介绍了二维、三维空间的TLM算法、扩展型结点和几种改进的对称凝缩结点 ,阐述了TLM在各领域的应用 。

新型医用TLM钛合金管材加工工艺及性能研究

选择同样规格管坯进行了:①变形量ε分别为15%,28%,34%,40%的冷轧变形实验;②Q值为0.86,1.15,2.62的冷轧变形实验;③加热温度分别为680,715,730,820℃,均保温1h的中间退火实验;④5种热处理工艺制度实验;⑤冷轧和拉拔2种不同加工方式实验。实验后用10%HF+30%HNO3+60%H2O酸洗液对管材表面进行处理,之后测试管材的力学性能。结果表明,该合金的变形量(ε)应选在30%～35%之间,Q值控制在2以下;中间退火温度应选在相变点以上,此时可获得最高的合金塑性,具有优良的冷加工性能;最终热处理应先在750℃固溶处理,然后再在510℃时效处理4h可以得到塑性和强度匹配良好的管材。另外,采用轧制方法生产出的管材强度较高,塑性较低,表质量好,而采用拉拔方法生产出的管材塑性较高,强度略低,表面光洁度差。

时效处理对近β型钛合金TLM组织与性能的影响

研究了不同时效温度和保温时间对近β型钛合金TLM微观组织和力学性能的影响。结果表明,经β单相区固溶+时效处理后合金微观组织特征为:沉淀α相在晶界两侧沿一定的晶体学位向呈集束状析出,晶内也有大量沉淀α相产生。随着时效温度升高,沉淀α相尺寸逐渐增大且趋于均匀,合金强度降低,塑性增强。当时效温度从480℃升高至510℃时,强化效果最为明显,合金的抗拉强度增量达到最大值184 MPa;当时效温度从510℃升高至540℃时,抗拉强度增量最小,仅63 MPa。随着保温时间的延长,晶界附近析出的集束状α相尺寸明显增大,且在原来未析出区域也有α相产生,分布逐渐趋于均匀。在480℃下进行时效时,随着保温时间增加,合金强度增大,塑性降低;在510℃下进行时效时,合金强度和塑性随保温时间延长变化不明显;在540℃下进行时效时,随着保温时间增加,合金强度减小,塑性增强。

TLM合金表面微弧氧化膜的制备及其生物相容性研究

在新型近β钛合金TLM(Ti-3Zr-2Sn-3Mo-15Nb)表面分别用3种不同的微弧氧化工艺(普通微弧氧化、复相微弧氧化、紫外光照射微弧氧化)镀上一层TiO2薄膜,并考察了3种薄膜的亲水性和抗腐蚀性能。XRD和SEM测试结果表明,3种微弧氧化膜均是多孔膜,主要由金红石相和锐钛矿相组成,普通微弧氧化法和紫外光照射微弧氧化法制备的薄膜表面更为光滑;接触角测试结果表明,紫外光照射微弧氧化膜的表面亲水性最好;电化学腐蚀实验显示,3种工艺所得的氧化膜都具有较好的抗腐蚀性能,普通微弧氧化膜的抗腐蚀能力稍好于另外两种薄膜。

TLM钛合金表面二氧化钛三维结构纳米薄膜的可控制备及表征

为了提高血管支架医用钛合金表面的亲水性和抗溶血作用,采用阳极氧化工艺在近β型TLM(Ti-25Nb-3Mo-2Sn-3Zr)医用钛合金表面构建了具有纳米孔/纳米管三维结构二氧化钛(TiO2)纳米薄膜,并对其结构和性能进行表征.研究结果表明:通过控制一次阳极氧化电压和时间可获得具有上层为无序纳米孔、中层为有序纳米管、底层为有序纳米孔的三维结构TiO2纳米薄膜,该薄膜为无定形态;而采用二次阳极氧化工艺获得了纳米孔互贯网络的TiO2纳米薄膜,该薄膜表面更加平整,且表面孔隙率大、亲水性好,同时具有比一次阳极氧化薄膜更好的抗溶血作用,这为其应用于血管支架方面打下基础.

生物医用TLM钛合金毛细管的电化学抛光研究

本研究采用机械搅拌直流法对TLM钛合金毛细管进行电化学抛光,用激光扫描共焦显微镜分析了TLM钛合金毛细管的表面粗糙度及表面形貌,并对其进行电化学腐蚀性能的测试。研究了不同操作条件和工艺参数对合金表面抛光质量的影响,并确定了最佳的电解抛光工艺参数及操作条件。

用TLM法模拟二维三维电磁散射近场和远场

数值模拟二维等腰直角三角形导电柱体和三维方形导电柱体对高斯脉冲平面波的电磁散射近场和远场分布。数值结果表明在三角柱体的电磁散射近场中镜面反射并不明显 ,但在远场却非常明显并且成为最主要的散射方向。三维电磁散射的数值结果表明 ,二次辐射是电磁散射的主要机理。并且在多个导体目标情况下 ,各自的散射场将互相干涉形成总的散射场。

TLM方法在电磁散射问题应用中的一种新的平面波照射模型

本文就TLM方法在电磁散射问题中的应用，给出了一种具有辅助平面波源的新的计算模型，该模型具有简化计算过程并且占用较少内存的优点。

三维对称简约节点TLM方法中TLM网格对波的数值调制效应

本文研究了三维对称简约节点（ｓｙｍｍｅｔｒｉｃａｌｃｏｎｄｅｎｓｅｄｎｏｄｅ）ＴＬＭ方法中ＴＬＭ网格对波的数值调制效应，给出了相应的修正方法，进一步发展了三维ＴＬＭ时域电磁场模拟理论和技术。

生物医用近β钛合金TLM表面官能化的研究

在新型近β钛合金Ti-3Zr-2Sn-3Mo-15Nb(TLM)表面用溶胶-凝胶法镀上一层TiO2薄膜,在500～1000℃热处理后,将薄膜分别用过硫酸钾溶液、双氧水/硫酸混合溶液、双氧水/盐酸混合溶液3种溶液处理以在薄膜表面引入活性OH-。研究了3种不同溶液的处理效果以及处理时间对薄膜表面引入OH-的影响。检测结果表明,3种溶液处理后均能在薄膜表面引入OH-。双氧水和硫酸溶液及双氧水和盐酸溶液处理3 h后OH-密度就可达到峰值,而过硫酸钾溶液处理5 h后OH-浓度才能达到峰值,过硫酸钾溶液处理效果最好,其余两种溶液处理效果基本相同。薄膜表面引入OH-后,对蒸馏水的接触角降低,亲水性更好。

三维对称凝缩节点TLM方法全波分析任意截面形状直行波导

本文提出了采用三维对称凝缩节点TLM方法全波分析任意截面形状直行波导的新方法．数值模拟结果表明，该方法具有三维全波分析特征，而所需的内存空间及CPU时间要少得多．

支线加载三维对称凝缩节点TLM方法中TLM网格对波的数值调制效应

本文研究了支线加载三维对称凝缩节点ＴＬＭ方法中支线加载ＴＬＭ方法中支线加载ＴＬＭ网格对波的数值调制效应，给出了相应的修正方法，进一步发展了三维ＴＬＭ时城电磁场模拟理论和技术．

羟基磷灰石涂层及其热处理对TLM合金基体的影响

利用DTA/TG、XRD方法研究溶胶凝胶法制备羟基磷灰石(HA)烧结热处理过程中的相转变规律,同时研究制备HA涂层时保温处理对TLM(TiZrSnMoNb系)合金基体力学性能的影响。结果表明,在制备HA涂层的过程中,热处理温度为450～1000℃,所得的HA的晶化程度较高,较纯净。

有耗传输线的TLM模型法

本文从传输线理论出发 ,介绍了一种解决传输线问题的新方法—— TL

心血管支架用TLM钛合金性能评价

尽管现已发展成熟的心血管支架用材主要有不锈钢、CoCr合金及NiTi合金,但是不含毒性元素、具有良好生物相容性及高强度低弹性模量的新型β钛合金已成为生物医用材料领域的研究热点。文章概括了新型医用近β型钛合金TLM(Ti-25Nb-3Mo-3Zr-2Sn)的高强度、低弹性模量及高塑性的力学特征,并对其生物相容性进行了综合评价。基于优异的塑性成形性能和生物力学相容性,TLM钛合金有望成为一种新的心血管支架用材料。

二维目标电磁散射瞬态响应的TLM方法模拟

运用传输线矩阵（TLM，transmission－linematrix）方法研究二维特殊形状理想导体目标对电磁波的瞬态响应。数值结果表明，TLM方法对于电磁散射问题的数值模拟不仅很方便而且实用，尤其对于较为复杂的目标（形状特殊，成分复杂），方法本身不需要作任何改变，只需改变网格划分便可以进行计算。

一种新的吸收边界条件及其在TLM法中的应用

基于 Z变换透射边界条件的统一理论 ,构成出一种新的能够适用于对称压缩顶点传输线矩阵法的吸收边界条件 ,并将它应用于导波问题的计算 .与 Higdon吸收边界条件相比 ,这种新的吸收边界条件不会产生假模 ,不需对时间偏移因子作任何修改而且更加精确有效 .