加强实验教学,培养无机非金属材料工程创新人才

针对实行了学分制后，学校实验教学面临的一些问题，提出立足于已有实验条件加强实验教学的思路，建立课程实验-专业实验-创新实验的实验教学新体系，在实践中培养学生分析问题、解决问题的能力以及创新能力，同时也讨论了实施改革过程中可能面临的问题和解决方法。

UHM WPE与钛基-TiN-TiC系梯度薄膜材料对磨的生物摩擦磨损特性

为了探索超高分子量聚乙烯 (UHMWPE)与钛基 - Ti N- Ti C系梯度薄膜材料组合作为人工关节置换材料的可能性 ,利用离子注入和等离子体化学气相沉积 (PCVD)方法制备了 Ti6 Al4V- Ti N- Ti C系梯度薄膜材料。通过摩擦系数和 UHMWPE磨损失重的测定和用 SEM对磨损后的 U HMWPE表面形貌分析 ,研究了 U HMWPE与Ti6 Al4V- Ti N- Ti C系梯度薄膜材料摩擦副的生物摩擦磨损特性。研究表明 :在人血清润滑下 ,随配对的梯度薄膜材料表面硬度的增加 ,UHMWPE磨损量减小。与硬度大的 Ti6 Al4V- Ti N- Ti C梯度薄膜材料对磨时 ,UHMWPE的磨损量最小 ,为该摩擦副作为人工关节置换材料提供了依据。还对各摩擦副的 U

钛基-TiN-TiC系梯度薄膜材料的生物摩擦磨损特性研究

在SRV试验机上用血清润滑对钛合金及钛基 -TiN-TiC梯度薄膜与UHAMWPE摩擦副摩擦磨损性能进行了测试与比较 ,并对其磨损机理进行了分析。研究结果表明 ,钛基 -TiN -TiC梯度薄膜材料表面硬度得到提高 ,达到 2 6 3 0Hv ,与基体结合强度提高到 5 .8kg/cm2 ,有很好的承载能力和抗剥离能力 ,生物耐磨性明显提高 ,为发展耐磨性好的人工关节材料探索了一条新的途径。

壳聚糖凝胶材料固定葡萄糖氧化酶制电极的研究

以壳聚糖为载体研究凝胶法固定葡萄糖氧化酶制电极。试验研究了载体壳聚糖的降解性；交联剂戊二醛的浓度、用量；电极的载酶量等固定化条件对所组建的传感器性能的影响。通过影响规律的分析、优化固定化条件的研究，找出了根据壳聚糖溶液粘度适当调整交联剂戊二醛的用量和铂丝在酶膜母液中浸涂时间，克服壳聚糖的降解性对酶电极性能的影响，建立了制备性能相近的ＧＯＤ传感器的方法。

金属与非金属纳米颗粒增强葡萄糖生物传感器

为了提高葡萄糖传感器的灵敏度和抗干扰性,利用纳米增强效应,以Au、Ag、Pt、SiO2纳米颗粒及金属-无机复合纳米颗粒与聚乙烯醇缩丁醛(PVB)构成复合固定酶膜基质,采用溶胶-凝胶法固定葡萄糖氧化酶(GOD),组成葡萄糖生物传感器.研究表明,纳米颗粒可以大幅度地提高固定化酶的催化活性,增加电极的电流响应灵敏度,改进生物传感器的抗干扰性能,使信噪比提高了32倍.

生物材料表面短肽接口引入方法的研究

研究了用紫外辐照和低温等离子体技术将 - NH2 、- COOH引入 PET膜材料表面作为接口 ,使它同内皮细胞表面受体可识别的短肽 ( RGD) n反应 ,将 ( RGD) n以共价键固定在材料表面 ,达到加速与血液接触的材料表面内皮细胞化的目的。研究了影响短肽接口密度的一些因素 。

低温等离子体改性口腔陶瓷材料的工艺研究

对目前难于用常规方法改性的口腔陶瓷材料采用低温等离子体技术进行表面改性 ,引入生物活性物质 ,使用光电子能谱测试分析和蛋白吸附等多种检测方法评价了材料改性后的效果 ,筛选出最佳处理工艺参数。研究表明 ,3种材料含氮量均有所增加。

CaO-MgO-Al_2O_3-SiO_2-F系可切削微晶玻璃的晶化机理研究

在CaO MgO Al2 O3 SiO2 F系可切削微晶玻璃体系中 ,本研究分析了K2 O和ZrO2 对玻璃析晶和显微结构的影响 ,探讨了晶化机理。K+ 促使云母相的生成和球晶的形成 ;晶化过程中 ,云母和顽辉石互为外延生长 ,使球晶中条状晶解离为片状晶。ZrO2 与F- 一起促使玻璃晶化后形成棒状云母晶粒 ,并具有晶粒长径比大。

由组元的物性参数预测金属熔体的热力学性质

以新一代几何模型（周模型）和Ｍｉｅｄｅｍａ模型为基础，建立了由组元的物性参数预测金属熔体热力学性质的模型，导出了预测多元系金属溶体中活度相互作用系数及三元系金属熔体中活度系数和过剩Ｇｉｂｂｓ自由能的计算公式理论分析表明，采用周模型导出计算公式比采用其它几何模型（如Ｔｏｏｐ模型和Ｋｏｈｌｅｒ模型等）更合理对铁基金属熔体中常见元素的大量活度相互作用系数进行了预测，结果表明本模型的预测值与实测值吻合较好．

CaO-MgO-Al_2O_3-SiO_2-F系可切削玻璃陶瓷的显微结构和性能

在CaO-MgO-Al_2O_3 -SiO_2 -F系新型钙云母可切削玻璃陶瓷体系中,研究分析了不同显微结构对性能的影响。板条形、长径比大的晶粒相互交错地分布,通过裂纹偏转增韧,通过穿晶断裂的方式增强。同时,这种显微结构也赋予材料良好的加工性。球晶则不利于材料的加工,含球晶的玻璃陶瓷力学性能也较差。

溶胶-凝胶法制备生物活性玻璃陶瓷的研究

采用溶胶-凝胶法制备前驱体粉体,经高温煅烧制备了名义化学组成为MgO4.6,CaO44.9,SiO2 34.2,P2O516.3,CaF20.5(质量分数)的磷灰石-硅灰石生物活性玻璃陶瓷。用造孔工艺制备了其多孔型材料。通过实验观察、差热和热重分析,体积密度和气孔率的测量,粒度测试、X射线衍射分析,扫描电镜观测,FTIR转换红外光谱分析等方法,研究了玻璃陶瓷前驱体粉末的溶胶-凝胶制备工艺条件,玻璃陶瓷的烧结工艺条件;分析了材料的晶相结构和显微结构。实验结果表明:溶胶-凝胶法可制备出微细的非晶态前驱体粉末,经烧结后玻璃陶瓷主晶相为磷灰石及β-硅灰石。造孔后,多孔型材料具有良好的贯通孔隙结构:微观孔隙约2～3 μm,宏观孔隙约300～400μm。鉴于其晶相组成及良好的微观结构,通过新型溶胶-凝胶工艺开发的生物活性玻璃陶瓷材料可望被用于骨修复材料及骨组织工程支架材料。

亲水金和憎水二氧化硅纳米颗粒对葡萄糖生物传感器响应灵敏度的增强作用

用亲水金、憎水二氧化硅纳米颗粒固定葡萄糖氧化酶 (GOD) ,采用聚乙烯醇缩丁醛 (PVB)为辅助固酶膜基质来制备葡萄糖生物传感器 ,并考察了亲水金、憎水二氧化硅纳米颗粒对酶电极电流响应的影响 .实验表明 ,引入纳米粒子可显著增强电极响应灵敏度 .并对两种不同性质纳米颗粒所起作用的可能机理进行讨论 ,从理论和实验上证明了纳米颗粒对固定酶的作用 .为制备有实用价值的葡萄糖生物传感器提供了可供参考的实验和理论依据 .

钛合金表面类金刚石碳梯度薄膜的摩擦磨损性能研究

与 Ti6 Al4V合金 /超高分子量聚乙烯摩擦副对比 ,考察了 Ti6 Al4V合金表面类金刚石碳梯度薄膜 /超高分子量聚乙烯摩擦副在干摩擦以及 Hank's溶液和生理盐水润滑下的摩擦磨损性能 .采用扫描电子显微镜观察试样磨损表面形貌 ,并进而分析磨损机理 .结果表明 ,类金刚石碳梯度薄膜具有良好的减摩抗磨性能 ,其体积磨损率约为相同条件下Ti6 Al4V合金体积磨损率的 5 0 % ,相应的超高分子量聚乙烯偶件的磨损率亦较低 .类金刚石碳梯度薄膜的磨损呈现轻微磨粒磨损特征 。

磨损表面形貌的三维分形维数计算

基于分形理论和磨损表面扫描电子显微分析,采用盒子维方法计算了磨损表面的三维分形维数.结果表明,在计算尺度范围内,采用与尺度无关的分形维数表征磨损表面形貌特征是可行的;实际磨损表面的三维分形维数同其表面粗糙度密切相关,表面粗糙度越大,分形维数越大;同表面粗糙度相比,分形维数计算值较稳定.

纳米颗粒复合材料增强的葡萄糖生物传感器

二氧化硅和金或铂组成的复合纳米颗粒可以大幅度地提高葡萄糖生物传感器的电流响应 ,其效果明显优于这三种纳米颗粒单独使用时对葡萄糖生物传感器的增强作用。除了具有吸附浓缩效应、吸附定向和量子尺寸颗粒效应外 ,复合纳米颗粒比单独一种纳米颗粒更易于形成连续势场 ,降低电子在电极和固定化酶间的迁移阻力 ,提高电子迁移率 ,有效地加速了酶的再生过程 。

搅拌槽内絮凝动力学研究

采用激光粒度仪在线测定并研究了搅拌槽内聚丙烯酰胺与磷矿酸解渣的絮凝动力学; 考察了不同浓度的酸解液、絮凝剂加入量、温度、酸解渣原始平均粒径和搅拌强度对絮凝动力学影响。在实验研究范围,絮凝初始速度随温度升高、絮凝剂加入量及搅拌强度的增加而提高,但随着酸解液的粘度增加和酸解渣原始平均粒径的增大而降低,体系中存在最佳的絮凝剂加入量。通过酸解渣的电泳试验,用自合成的阴离子、阳离子改性絮凝剂以及非离子型絮凝剂与酸解渣的絮凝试验发现,在中性的水中, 酸解渣与不同荷电类型的絮凝剂的絮凝速度大小依次为: 阳离子型>非离子型>阴离子型。而在磷酸酸解料浆中絮凝速度与絮凝剂的荷电类型无关。磷矿酸解渣与聚丙烯酰胺絮凝剂的作用主要表现为架桥机理。

A-W生物活性玻璃陶瓷的研究和发展

生物活性玻璃陶瓷和玻璃陶瓷是生物医用材料领域的一个重要研究方向 ,其生物活性使材料被植入后能与骨形成紧密的化学键结合。A- W(Apatite/ Wollastonite)生物活性玻璃陶瓷作为此类材料的杰出代表 ,不但拥有出色的生物活性和生物相容性 ,还具有优异的力学性能 ,因此在临床上得到了大量应用和发展。本文主要介绍了A- W生物活性玻璃陶瓷的研究进展、研制方法、性能、应用及骨结合机理 ,并对 A- W生物活性玻璃陶瓷的研究和发展作出了展望。

稀土和铬对铁基自熔合金喷涂层抗氧化性能的影响

本研究着眼于用稀土对价格低廉的铁基自熔合金粉末进行改性 ,以提高其抗高温氧化性能。结果表明 ,稀土的添加大大提高了合金涂层的高温抗氧化性能 ,具有较大的应用前景。同时分析了稀土提高抗氧化性的机理 ,认为稀土的添加改变了合金氧化过程的扩散动力学 ,从而改变氧化膜的形貌与粘附性 ,提高抗氧化能力。

双相钙磷生物陶瓷研究进展

双相钙磷生物陶瓷是一类由羟基磷灰石 [HA ,Ca10 (PO4) 6(OH ) 2 ]和 β -磷酸三钙 [β -TCP ,Ca3 (PO4) 2 ]按不同比例组成的硬组织替换材料。由于其成分与人体硬组织的无机成分基本一致 ,且综合了HA的优异的生物相容性和 β -TCP的生物降解性 ,因而成为硬组织修复、替换材料的研究热点。简要综述了双相钙磷陶瓷的制备、性能及应用进展。

共沉淀法制备钛酸钡微粉的研究

对以ＴｉＣｌ４和ＢａＣｌ２为原料，以ＮＨ４ＨＣＯ３＋ＮＨ３·Ｈ２Ｏ作沉淀剂，制备钛酸钡粉末的过程进行了详细的热力学分析，找出了合成钛酸钡的条件和范围，详细地讨论了反应方式和前躯体洗涤条件．实验研究了反应物钡钛比，终点ｐＨ值，煅烧温度，以及分散剂对产物理化性能的影响．结果表明：在ＮＨ４ＨＣＯ３／ＢａＣｌ２＝１．２，ＴｉＣｌ４／ＢａＣｌ２＝１－１．０１，充分搅拌反应１ｈ，煅烧温度９２０℃，煅烧时间２ｈ条件下，可以制得较理想的产物．在反应体系中加入适量分散剂可以明显降低产物的粒径．