镁基非晶合金作为生物材料的应用现状

镁合金由于其密度小,比强度高等特点愈发受到社会关注,其非晶合金又由于弥补了传统晶态镁合金的部分缺点而成为当今研究热点之一。结合国内外文献及镁合金在国内外生物领域中的应用的具体情况,综述了传统镁合金在生物领域的应用现状,比较了镁基非晶合金与传统晶态镁合金的腐蚀情况,探究了镁基非晶合金因其非晶性能而得到的更优的力学性能,展望了镁基非晶合金作为生物材料的发展前景,为镁基非晶合金在生物材料领域中的应用技术研究及发展提供参考。     

Y含量对Mg-Zn-Y非晶合金性能的影响

通过铜模铸造法和熔融纺丝技术合成了具有生物医学应用性能的可生物降解Mg-Zn-Y非晶合金（MGs）。在体外研究了钇（Y）含量对Mg基非晶合金的形成、热稳定性、硬度、耐腐蚀性和细胞相容性的影响。通过细胞毒性测试（MTT）、凋亡测试和细胞骨架染色测定的结果发现,Mg-Zn-Y非晶合金具有良好的生物相容性,可以作为可生物降解材料。     

Mg-Al-Cu-Y大块非晶合金的玻璃形成能力

非晶合金的初始状态多为粉末或薄条带,这就大大限制了非晶合金的许多优异性能的发挥以及在工业中的应用,因此开发研究块体非晶合金有重大的理论和应用价值.用真空吹铸法制备了直径2 mm的Mg60-xAlxCu30Y10(x=0.3、0.9、2.1)大块非晶合金棒,采用X射线衍射(XRD)、差热分析(DTA)分别对非晶合金的结构和形成能力进行了研究.研究结果表明,x=0.3时,合金具有最高的过冷液相区(达31.22 K)及最大的热稳定性,随着w(Al)的增加,非晶合金的热稳定性和玻璃形成能力同时降低.     

Cu基大块非晶综述

综述了世界近几年Cu基大块非晶合金的发展。从Cu基大块非晶合金体系、组织结构、性能特点及其影响因素、制备工艺、应用领域、介绍了其最新研究动态等相关内容,基于实验中采用真空熔炼炉铜模吸铸方法制备的一系列Cu基块状非晶合金,提出了Cu基非晶合金的发展方向。     

Mg65Cu25Y10-xLax块体非晶合金的玻璃形成能力

传统的非晶合金多为粉末或者薄带，这样就大大限制了非晶合金的许多优异性能的发挥以及在工业中的应用，因此研究开发块体非晶合金有重要的理论与应用价值．用真空吹铸法制备了直径2mm的Mg65Cu25Y10-xLax（x=0、0．35、1、2）块体非晶合金梓，采用X射线衍射（XRD）、差热分析（DTA）分别对非晶合金的结构和形成能力进行了研究．研究结果表明，x=2时，合金具有最高的玻璃形成能力（k=0．5872）；当x=0．35时，也就是当原子半径参数λ=0．18时，不但没得到共晶点的成分，反而其玻璃形成能力比Mg65Cu25Y10还差；当x=3、4时，此时在非晶基体中已经出现晶体相，说明其玻璃形成能力显著降低．     

大块非晶合金的研究进展

大块非晶合金由于其在科学技术上的重要意义而广受关注.从大块非晶合金的发展历史出发,综述大块非晶合金形成的各种判据、特性、微观结构分析及其应用,并对今后发展的方向进行展望.     

块体非晶合金的应用与研究进展

综述了块体非晶合金的发展历史、主要特性及其应用,详细介绍了块体非晶合金的制备技术、国内外的研究现状和目前存在的问题,对今后研究与发展的方向进行了展望。基于块体非晶合金具有诸多优良的特性,其必将在社会各个领域得到广泛的应用。     

非晶AlNiZr合金成分的优化

为了解决铝基非晶合金在形成过程中容易析出α-Al晶体导致玻璃形成能力较低且不易评估的问题,设计了简单易行的玻璃形成能力评估方法,对非晶AlNiZr合金成分进行优化。首先,制备9种不同组分的AlNiZr合金铸锭;然后,在相同制备条件下,用单辊甩带法制备不同组分的合金薄带;最后,采用X射线衍射仪对薄带进行XRD表征,基于XRD结果拟合计算合金薄带的非晶含量。结果表明:在合金组分Al_(100-x-y)Ni_xZr_y中,随着Ni含量的增加玻璃形成能力提高,随着Zr含量的增加玻璃形能力成降低;当Zr含量为3%时,进一步增加Ni含量达到20%和25%,合金的玻璃形成能力降低,Al_(82)Ni_(15)Zr_3具有更好的玻璃形成能力。通过对非晶AlNiZr合金成分的优化,可以为不含稀土元素的铝基合金的玻璃形成能力评估提供新的方法,拓展其在设备防护领域的应用空间。     

大块非晶合金力学性能研究进展

对大块非晶合金力学性能研究领域的最新进展进行了综述,介绍了新型不同系列大块非晶合金的结构和成分特点,特别是与传统晶态合金相比,相同成分的大块非晶合金具有优异的力学性能,其弹性比拉伸断裂强压缩断裂强度、弯曲断裂强度、摆锤冲击断裂能、断裂韧性和弯曲疲劳强度均较高,同时,对此类合金的应用前景进行了简要评述。     

含孔洞大块非晶合金变形行为的数值研究

建立能够描述静水压力影响和塑性体积膨胀的率相关的大块非晶合金本构模型.通过编写ABAQUS材料用户子程序VUMAT,对含不同形态孔洞的Zr基大块非晶合金的变形行为进行有限元分析,并对其细观变化规律进行研究.     

机械合金法制备高生物相容性镁基非晶合金粉末

选择具有高生物相容性的Mg₆₅Zn₃₀Ca₃Si_1.766Zr_0.234合金体系作为研究对象,从原料单质粉末开始,采用雾化制粉、球磨制得该合金的非晶粉末,再通过X射线衍射（XRD）、差示扫描量热法（DSC）、电化学测试等手段,研究了球磨所制得粉末的非晶程度、非晶合金的热力学性能以及该体系镁基非晶合金的耐腐蚀性能.研究表明,经过80 h以上的球磨,可以使该体系下的镁基合金完全转变为非晶态,并且其耐腐蚀性能在相同情况下较ZK61晶态合金更为良好.     

Mg-Zn-Ce非晶合金力学与耐蚀性能的研究

镁合金作为生物可降解材料具有很多优势,但传统多晶镁合金腐蚀速率过快的问题限制了其更广泛的应用。与多晶镁合金相比,非晶态镁合金因具有独特的无定形结构,使其耐腐蚀能力比多晶镁合金的要好。采用铜辊甩带法制备得到了新型Mg_70−xZn₃₀Ce_x（x=2, 4, 6和8）非晶镁合金,并对其进行了力学性能和耐腐蚀性能的研究。结果表明：x为4和6时,Mg-Zn-Ce非晶合金的非晶形成能力最好;Ce的添加可以有效改善镁基非晶合金的脆性,使其弹性模量低于60 MPa,与人骨相似,从而能有效避免植入后因弹性模量过大导致的应力遮蔽效应的产生;同时,Ce的添加显著地提高了合金的耐腐蚀性,使其开路电位达到-0.2 V,腐蚀电流密度低至10^-6 A/cm²。     

仿生涂层控制Mg-Zn-Sr合金的降解速率

镁合金作为生物医用材料面临最大的问题是降解速率过快,不能与骨愈合的速率配合.通过仿生法在Mg-Zn-Sr合金表面形成涂层,利用X射线衍射和扫描电子显微镜对涂层结构和形貌进行分析与观察;采用电化学和浸泡腐蚀实验,研究涂层对Mg-Zn-Sr合金在人体模拟液中降解速率的影响.实验结果表明:仿生法在合金表面形成的涂层为羟基磷灰石涂层;羟基磷灰石涂层提高了Mg-Zn-Sr合金在人体模拟溶液中的耐腐蚀性能.     

Progress of biodegradable metals

Biodegradable metals(BMs) are metals and alloys expected to corrode gradually in vivo, with an appropriate host response elicited by released corrosion products, then dissolve completely upon fulfilling the mission to assist with tissue healing with no implant residues. In the present review article, three classes of BMs have been systematically reviewed, including Mg-based, Fe-based and Zn-based BMs.Among the three BM systems, Mg-based BMs, which now have several systems reported the successful of clinical trial results, are considered the vanguards and main force. Fe-based BMs, with pure iron and Fe–Mn based alloys as the most promising, are still on the animal test stage. Zn-based BMs, supposed to have the degradation rate between the fast Mg-based BMs and the slow Fe-based BMs, are a rising star with only several reports and need much further research. The future research and development direction for the BMs are proposed, based on the clinical requirements on controllable degradation rate, prolonged mechanical stability and excellent biocompatibility, by optimization of alloy composition design, regulation on microstructure and mechanical properties, and following surface modification.     

世纪新材料--非晶态金属

阐述了非晶态金属(合金)的原子结构和各种性能,介绍了其制备方法和应用情况,指出了非晶态金属有着广阔的应用前景,是21世纪发展非常看好的功能材料。     

Mg0.9M0.1Ni(M=Cr,Al,Ti,Zr)三元镁基储氢合金的制备及其电化学性能的研究

用机械合金化法成功地合成了Mg1.9M0.1Ni(M=Cr,Al,Ti,Zr),XRD结果表明,球磨80h后,Mg0.9M—Ni和Mg0.9Al0.1Ni合金已经完全非晶化．对此三元合金体系进行了电化学容量及循环寿命测试以及电化学交流阻抗(mS)测试．结果表明用这几种元素替代Mg后,合金电极的循环寿命有了明显的提高,但是其最高放电容易有所降低,抗腐蚀性能增强;该系列合金电极反应的速度控制步骤是由合金电解液界面间的电荷迁移和氢的扩散联合控制的．     

非晶态合金及其在配电变压器中的应用进展

介绍了非晶配电变压器用非晶合金的研究进展,分析了非晶配电变压器显著的节能环保效果,重点阐述了我国自主发展万吨级非晶产业的必要性、意义,并对发展前景进行展望。     

Win CE在非晶成带控制系统上的移植

将嵌入式操作系统W indows CE.net应用于非晶成带控制系统的开发,针对开发过程中的难点及影响系统性能的主要因素,提出了相应的解决方案,试验结果表明,系统的实时性、可靠性有明显提高,为提高非晶带材质量打下了良好的基础。     

Hydrogen storage performances of the as-milled REMg11Ni (RE = Sm, Y) alloys catalyzed by CeO2

The addition of catalysts and rare earth elements is considered to be very effective methods to enhance the hydrogenation/dehydrogenation properties of Mg and Mg-based hydrides. In this paper, the REMg11 Ni+ 5 wt%CeO_2(RE = Sm, Y)(named REMg11 Ni-5 CeO_2(RE = Sm, Y)) alloys were fabricated through ball milling. The phase composition and structure of the as-milled alloys were investigated in detail. The isothermal hydrogen storage thermodynamics and kinetics of the as-milled alloys were measured by using an automatically Sievert apparatus. Non-isothermal dehydrogenation performance of the alloys was investigated by thermogravimetry(TG) and differential scanning calorimetry(DSC) at different heating rates. The results revealed that all the asmilled alloys were the nanocrystalline and amorphous structure. The RE = Y alloy had a faster hydriding rate and a lower onset hydrogen desorption temperature than the RE = Sm alloy. The superior property of the RE= Y alloy depended on the decrease of the dehydrogenation activation energy. By means of the measurement of Pressure-Composition-Isotherm(P-C-T) curves, the thermodynamic parameters of the REMg11 Ni-5 CeO_2(RE =Sm, Y) alloys were calculated, and the dehydrogenation enthalpy change was 74.86 k J/mol for the RE = Sm alloy and 73.75 k J/mol for the RE = Y alloy, respectively.