生物可降解镁基材料在颅颌面外科的应用及其研究进展

作为一种新型骨植入材料,生物可降解镁基材料在颅颌面外科显示出广阔的应用前景。与传统骨植入材料相比,镁具有良好的降解特性、生物相容性、力学特性和成骨特性,其降解产物镁离子具有抗凋亡、抗炎的作用,能够促进骨折和骨缺损部位的愈合。多项研究将生物可降解镁基材料应用于颅颌面部骨内固定、引导骨再生技术、骨替代材料、药物负载、种植体表面涂层等领域,其结果显示该类材料能够为骨愈合提供稳定的支持,并发挥出良好的促进成骨作用。此外,镁在口腔其他领域,如牙组织工程、促进软组织愈合等方面也表现出应用潜能,显示出生物可降解镁基材料具有重要的研究价值。

高模量镁基材料实验和集成计算研究进展

镁合金由于低密度、高比强度、高阻尼以及良好的导热性等突出优点,广泛应用于航空航天领域,但其低弹性模量限制了其在大型薄壁构件中的可靠应用。本文针对如何提高镁基材料模量性能的问题,简介影响合金模量的主要因素,比较相关计算模型如等应力应变模型、混合定律、Halpin-Tsai模型以及两相复合材料模型的优缺点和适用范围,概括镁基材料模量性能研究的现状与进展,梳理镁基材料模量提升的两大途径以及性能提升机理。基于集成计算材料工程,提出了原子-晶格尺度类高模量铝合金开发和机器学习辅助优化实验设计的高强度高模量镁基材料集成开发策略。

SiC改性的新型镁基材料的组织与性能分析研究

在镁基材料中同时添加两种粒径的Si C作为增强体,采用分段球磨法进行了Si C改性新型镁基材料的制备,并进行了显微组织、物相组成、力学性能和耐腐蚀性能的测试。结果表明:该新型镁基材料由Mg相和Si C相组成;在20、150、350℃的抗拉强度分别为586、579、568MPa,屈服强度分别为508、501、494 MPa;与商用AZ31镁合金相比,其腐蚀电位正移了296m V。

选区激光熔化制备镁基材料研究进展

镁基材料由于其较低的密度而主要用于开发轻质结构;同时,镁合金还具有优良的生物相容性,因此也用作骨替代植入物的生物可降解吸收材料。这些优势使得镁基材料在汽车、航空航天和生物医学领域的应用越来越广泛。而选区激光熔化(Selectivelasermelting,SLM)作为主要的增材制造技术之一,能够制造传统加工方法难以加工的个性化定制、结构复杂的金属部件。同时,随着各大巨头公司广泛涉足SLM加工领域,逐步开发SLM技术优势,相信该技术很快就会打开市场。因此,采用SLM技术制备镁基材料几乎势在必行。本文回顾了镁及镁基复合材料SLM的最新进展,详细讨论了SLM工艺参数和粉末性能对镁基材料成型质量、致密化以及力学性能的影响,总结了主要研究结果并指出了未来SLM方法制备镁基材料的方向和面临的挑战。

镁基材料合金化研究最新进展

综述了近年来镁基材料合金化研究的状况,分别介绍了镁基结构材料、储氢合金、非晶合金等方面合金化研究的最新进展。最后,对镁基材料的其它研究领域做了简要地说明。

镁基材料水解制氢研究进展

燃料电池技术发展对氢源在便捷和移动电源领域的应用提出了更高的要求。镁基材料水解制氢由于其高容量,低成本的特性成为近年来制氢研究的新方向。综述了近年来镁基材料水解制氢研究的进展,着重总结了提高镁基材料水解制氢动力学性能的方法,如球磨、改变水溶液成分、添加催化剂、金属或氢化物掺杂等。

镁基材料中Mg_(2)Si相调控技术的研究进展

Mg_(2)Si相增强镁基材料具备低密度、高强度、高热稳定性、高耐磨性等优点,在航空航天、轨道交通等领域具备极大应用前景。研究表明,常规制备条件下Mg_(2)Si相组织粗大,有尖锐棱角,在受力过程中容易成为裂纹源而降低镁基材料的强韧性,因此需调控Mg_(2)Si相尺寸及分布。近年来,多种Mg_(2)Si相调控技术不断应用于镁基材料体系。在传统铸造方面主要通过变质处理或熔体处理调控Mg_(2)Si相形貌及尺寸,调控后初生Mg_(2)Si相由粗大枝晶状、鱼骨状转变为多面体状或颗粒状,共晶Mg_(2)Si相则由汉字状转变为细纤维状或短棒状,相尺寸也从数百微米被细化到数十微米。调控后的Mg_(2)Si相分布更加均匀,材料的强韧性也得到改善。此外,还可通过大塑性变形、快速凝固、粉末冶金等先进技术调控得到纳米级均匀弥散分布的Mg_(2)Si相增强镁基材料,材料性能也得到进一步提升。本文综述了Mg_(2)Si相形貌及分布、常规铸造过程的变质处理和熔体处理以及新兴的先进调控技术对Mg_(2)Si相增强镁基材料组织与性能影响的研究现状,还分析了不同调控技术的优势与不足,并对Mg_(2)Si相增强镁基材料未来的发展进行了展望。

镁基材料的阻尼性能研究进展与展望

简要介绍了高阻尼镁合金及镁基复合材料的研究进展,叙述了应变振幅、频率、温度、热处理以及合金成分对镁合金阻尼性能的影响,分析了镁基复合材料的阻尼机制及阻尼设计。对高阻尼镁基材料的重要发展方向进行了展望。

添加碳纳米管镁基材料的储氢性能

用机械合金化方法,以氢气作为保护气氛(0.5MPa),通过添加碳纳米管,制备出含有碳纳米管的镁基储氢材料(Mg3Ni2MnO20.25CNTs)。结果表明:该材料具有优异的储氢性能,储氢容量达到7.0%;动力学性能也得到提高,吸氢过程基本在100s以内完成,在0.1MPa下放氢过程可在600s完成,放氢平台温度在280℃左右。添加碳纳米管,镁基储氢材料在机械球磨过程中,可以提高其球磨效率,颗粒更加细化均匀,传质与传热性能得到改善,该材料具有良好的应用前景。

纳米碳管增强镁基材料的复合工艺及性能研究

采用正交试验方法研究了碳纳米管加入量、复合温度、搅拌时间等工艺参数对用铸造方法制备纳米碳管增强镁基复合材料过程的影响 ,并探讨了这些工艺参数对复合材料力学性能和显微组织的作用。试验结果表明 :碳纳米管 (CNTs)能明显细化复合材料的晶粒组织 ,提高复合材料的抗拉强度、伸长率。在 3个工艺参数中 ,CNTs对材料的力学性能影响最大 ,其含量约为 1%时对力学性能最为有利 ;其次是加热温度 ,温度取低值 ( 680℃ )较好 ;搅拌时间在 3min时 ,其综合性能较好。影响材料拉伸强度的 3个因素最优组合为A2 B1C3 ,影响伸长率的 3个因素的最优组合为A2 B1C3 。

可降解生物医用镁基材料在骨植入方面的研究进展

镁基材料由于其良好的力学性能、生物可降解性以及生物相容性在骨植入领域有广泛的临床应用前景。如何设计更好的镁基材料,更恰当地使用它以适应临床的需要亟待更深入的研究。本文对镁基材料合金化、表面处理和结构设计的最新研究做一综述,以了解其目前的研究现状及所面临的主要挑战,从而为临床应用提供参考方向。

可降解镁基材料成骨作用研究进展

作为一种机械性能与天然骨相似、可降解且生物相容性较好的轻金属材料,镁基材料逐渐成为医用材料的研究热点。大量研究显示,各类镁基材料在体内外均有良好的成骨作用。镁加入到硫酸钙、磷酸钙、聚己酸内酯等传统骨填充材料后在体内外表现出良好的成骨效应。在镁基材料成骨作用研究中,高纯镁、各种镁合金以及不同镁表面涂层等依然是研究热点,提纯、改善合金成分和表面改性等处理方法可提升镁基材料的力学性能和生物相容性,特别是其成骨作用得到加强。该文就近年来镁基材料在应用形式、材料改性和成骨机制等方面的研究进展作一综述。

镁基材料摩擦磨损的研究进展

主要综述了近年来镁基材料(包括镁合金和镁基复合材料)摩擦磨损的研究状况,总结了合金元素对摩擦磨损的影响,对比分析了触变成形、压铸和金属型铸造镁合金的摩擦磨损,研究了各种镁基复合材料的摩擦磨损,同时总结了表面改性对镁基材料摩擦磨损的影响。

碳纳米管对镁基材料的强韧化作用

对用搅拌铸造的方法制备的碳纳米管增强镁基复合材料进行了拉伸试验,并对其显微组织进行了观察和分析;同时,用TEM和EDS方法对碳纳米管涂覆层的界面结构和成分进行分析.试验结果表明:采用化学镀镍处理,可在CNTs表面获得均匀且结合力较强的涂覆层,改善其与基体的润湿和结合状况.CNTs对镁基材料具有较好的增强效果,且经过涂覆处理的CNTs,其增强效果更明显.在本试验条件下,CNTs能细化晶粒组织,提高复合材料的硬度和弹性模量.

金属颗粒增强镁基复合材料制备技术及性能的研究进展

镁基复合材料具有低的密度、优异的力学性能等特点,在汽车、电子、航空航天等领域有广阔的应用前景。本文综述了国内外金属颗粒增强镁基复合材料的研究进展,详细介绍了金属颗粒增强镁基复合材料常见制备方法的特点,分析了金属颗粒增强镁基复合材料的界面结构和主要强韧化机理。最后,对金属颗粒增强镁基复合材料制备材料及工艺的发展进行了展望。

镁基材料在口腔生物屏障膜中的应用研究进展

理想的生物屏障膜通常需要具备良好的生物相容性、机械性能、可操作性及空间维持能力,而传统的生物屏障膜无法同时满足机械强度高和降解可控性等临床需求,有待研发一种新型生物屏障膜材料。镁基材料由于机械性能良好,在人体内可降解,可作为新一代生物屏障膜材料,但其尚处于研究探索阶段。文章就镁基材料应用于口腔生物屏障膜中的性能优势及不足做一阐述,为其临床转化提供科学依据。

Mg-Gd-Zn高稀土镁基复合材料的变形行为

通过半固态搅拌铸造和热挤压工艺制备了TC4(Ti-6Al-4V)颗粒增强Mg-13Gd-5Y-2Zn-1Mn镁基复合材料,采用光学显微镜、扫描电镜、单轴压缩试验和三点弯曲试验分析了其显微组织及变形行为。结果表明,在挤压过程中,TC4颗粒阻碍了其周边晶粒的动态再结晶过程和长周期堆垛有序(LPSO)相的变形,晶粒的织构方向发生改变,在基体内形成了LPSO相、TC4颗粒、再结晶晶粒和变形晶粒组成的不同区域。复合材料的压缩性能相较于基体材料得到了较大提升,其压缩屈服强度和极限抗压强度可达到450和637 MPa,压缩应变为10.1%。在压应力作用下,复合材料内出现以<1120>86°孪晶为主的大量变形孪晶,产生了较强的孪晶强化。

碳材料在镁基固态储氢领域中的应用进展

镁基储氢材料因其理论储氢密度高(MgH_(2),7.6%(质量分数))、来源广、成本低的特点,被认为是最具应用前景的固态储氢材料之一。但MgH_(2)的放氢焓值高(75 kJ/mol)、放氢温度高(>380℃),造成其动力学和热力学性能差,限制了在固态储氢领域的应用和发展。近年来,碳材料因结构多样化、可调控性强、比表面积大、力学性能高和电子传输能力强等优势,在镁基储氢材料的掺杂改性、纳米限域等方面应用广泛,可以有效改善吸放氢温度、循环性能和吸放氢活化能等性能指标,并取得了大量成果。本文主要针对碳材料在镁基储氢材料中的研究现状,归纳了碳材料的合成和改性方法,重点阐述了不同维度碳材料在镁基储氢领域的应用进展,并展望了未来的发展方向。

基于文献计量学的镁及镁合金材料领域研究进展

镁合金作为最有潜力的轻量化节能材料和储能材料,其研究发展对中国双碳战略意义重大。本文基于文献计量学系统分析了2019~2023年发表的镁及镁合金相关论文(Web of Science核心合集数据库),分析探讨了镁及镁合金领域热点研究方向。分析表明,在结构镁合金方面,微观组织、力学性能和腐蚀与防护仍是主要研究热点。生物镁材料、镁离子电池和镁基储氢材料正在受到广泛关注。基于目前镁基节能材料和储能材料发展现状,对未来研究重点进行展望。

镁基复合材料增材制造技术研究进展

镁基复合材料通过基体与增强体的协同配合,克服了传统镁合金绝对强度和刚度较低、承载能力较差的难题,而增材制造技术的强成形能力、高制备精度、短制备周期为定制复杂结构且组织均匀的镁基复合材料提供可能。因此,本文从镁基复合材料的组成出发,简单介绍传统制备方式后,归纳梳理了镁基复合材料增材制造技术的研究进展,总结不同制造过程中工艺参数对成形件组织和性能的影响规律,最后在分析所存在的问题和挑战的基础上,对镁基复合材料增材制造技术未来的研究方向进行聚焦和展望。