医用多孔钛合金表面改性技术研究进展

多孔钛合金拥有良好的力学性能,能够降低“应力屏蔽”效应,促进与组织的结合,但其功能化方面还存在不足。表面改性能够通过改造材料表面形貌或在材料表面负载功能成分等形式,赋予材料良好的成骨、抗菌及耐腐蚀、耐磨性等功能特性。区别于钛板/棒等致密钛材,多孔钛具有复杂的内部结构,因而,其改性多在流体（液体、气体）介质中进行以实现良好的包覆性。按照表面改性原理及作用成分性质分类,重点介绍了传统与新型医用多孔钛合金表面改性方法及效果,总结分析了不同方法间的优缺点及影响因素等,以期为医用多孔钛合金表面改性提供指导。     

用溶胶凝胶法在烧结多孔金属基体上附载SiO2膜

为了克服传统陶瓷膜的某些缺陷,以正硅酸乙酯为原料,采用溶胶－凝胶法在多孔钛金属基体上制备出ＳｉＯ２膜,为避免金属基体与膜材料由于热膨胀系数的不同而引起膜的破裂,采用填堵的方法成膜。整个挂膜－干燥－煅烧过程须重复８－１０次。常温和高温下的气体渗透实验表明所制得的金属－陶瓷复合膜具有努森扩散特征,该膜能够在较高温度下使用。     

Ni-Cr-Fe金属载体表面预处理的实验研究

通过物理喷砂法和化学腐蚀法分别对Ni-Cr-Fe金属载体进行了表面预处理,并将两种预处理方法所得到的金属载体表面进行了SEM表征.结果表明:经过化学处理的载体沿晶界腐蚀良好,比喷砂后的表面形貌更均匀.研究了不同腐蚀时间和煅烧温度条件下金属合金载体的表面形貌的变化,并确定了最佳的腐蚀时间和煅烧温度.     

基于表面预处理的生物陶粒污水处理性能的试验研究

生物陶粒是生物接触氧化污水处理技术的重要材料．为了进一步提高生物陶粒的挂膜效果,对直径15mm左右的生物陶粒进行两种表面预处理。即表面全磨光和表面磨环。电镜扫描显示。表面预处理后,全磨光的生物陶粒将原来隐藏的微孔显露出来。平均孔径增大5倍左右。进行浸润试验和生活污水处理试验结果显示,全磨光的生物陶粒由于表面更粗糙,表面积增大,其含水率增加16％;磨环的生物陶粒由于存在有磨光与未磨的交界部分,便于水储存,其含水率增加25％。与此同时,粗糙的表面也增加了对微生物的吸附,其污水处理的CODCr和NH3-N的去除率增加2％～3％,而磨环的生物陶粒具有一些抵抗水力剪切、避免表面摩擦的区域,使得处理效果更好,污水处理的CODCr和NH3-N的去除率增加7％～9％。     

化工污泥基填料的生物挂膜

利用石油化工企业剩余污泥研制污泥基填料,通过单因素试验,考察气水比、水力停留时间(HRT)和填料层高度对曝气生物滤池(BAF)出水水质的影响。确定了最佳控制参数:气水比为3∶1,水力停留时间为5 h,填料层高度为90 cm。在最佳参数条件下,出水水质良好,化学需氧量(COD)去除率达到93.7%,氨氮(NH3-N)去除率达到39.5%,总氮(TN)去除率达到34.3%。用高倍显微镜对填料表面的生物膜进行观察,发现了钟虫和草履虫等水处理常用菌种。     

多孔陶瓷基体表面的凝胶修饰及钯膜的制备

以多孔陶瓷为基体材料,通过化学镀法制备钯膜,但在基体表面预先修饰一层凝胶,化学镀之后再将凝胶热处理分解,研究凝胶修饰层对钯膜微观结构和透氢性能的影响.结果表明:基体修饰的钯膜均匀度和光亮度更高,透氢率是未修饰钯膜的3倍;由于凝胶修饰法阻止了钯膜进入基体孔道,膜附着力明显下降,成为未来需要解决的关键问题,凝胶修饰法制备钯膜的工艺仍需进一步优化.     

无机分离膜多孔陶瓷载体的研制

用实验的方法研制出以硅灰石为基材、水玻璃为结合剂的多孔陶瓷材料，它具有较高气孔率（４０％～４５％），平均孔径为８μｍ～１０μｍ，还有狭窄孔径分布和一定的机械强度。     

泡沫铝:新型超轻多孔金属的制备方法与性能

泡沫铝是一种新型超轻多孔金属,具有超轻、高比强、高比刚、阻尼减振、高冲击能量吸收和优异的热、电、磁性物理和应用性能,实现了结构材料的多功能化,因而展现了广阔的应用前景。泡沫铝可以通过采用熔体发泡法、渗流法、熔模铸造和电镀法、粉末冶金法和吹气法等制备,相应的方法所制备出的泡沫铝具有各自的孔结构,因而可以针对于满足相应的高技术应用需求。     

悬浮式生物膜法处理河涌水挂膜实验

在调查、分析河涌水污染特征的基础上,进行了悬浮式生物膜法处理模拟河涌水的挂膜实验研究.研究结果表明:采用循环挂膜法,在以自然复氧为主,辅以回流曝气条件下,适宜的挂膜条件为温度22～30℃,pH控制在6.0～7.5,溶解氧为1.8～2.5 mg/L.经挂膜4～6 d后,平均出水CODCr、NH3-N和TP的去除率分别为51%、27%和43%.挂膜成熟后,沿程测得单位表面积填料的微生物变化范围在3.01～5.37 mg/cm2之间.在挂膜初期宜采用较大流量9～15 L/min,以提高复氧能力,生物膜成熟以后应降低流量至6 L/min左右.     

多孔泡沫金属材料的性能及其应用

多孔泡沫金属是一种在金属基体中含有一定数量、一定尺寸孔径、一定孔隙率的孔洞的金属材料.由于其结构特殊,因此具备了多方面的特殊性能。作为结构材料,它具有轻质、高比强度的特点;作为功能材料,它具有多孔、减振、阻尼、吸音、隔音、散热、吸收冲击能、电磁屏蔽等多种物理性能,因此在国内外一般工业领域及高技术领域都得到了越来越广泛的应用.本文对这种多孔泡沫金属材料的性能及其应用进行了较为全面的介绍。     

摩擦系数对金属短纤维梳理性能的影响研究

提出了纤维的梳理模型.通过对金属短纤维实际铺网情况的分析,认为金属纤维的梳理性能除了与其本身的特性有关外,更重要的是与纤维间的摩擦系数有关.通过与常规纺织纤维作比较,认为金属纤维的摩擦系数以与棉纤维接近为宜.     

多孔硅溶胶的制备与其可控电迁移研究

用阳极电流腐蚀法制备多孔硅(PS),并将其分散到无水乙醇中形成溶胶.用荧光光谱仪测定了多孔硅溶胶的荧光强度与浓度的关系,研究了不同表面活性剂的掺入对溶胶体系的稳定性及其荧光强度的影响.进行了多孔硅溶胶的电迁移实验,并发现不同的表面活性剂的加入可使多孔硅溶胶带不同电荷,从而使多孔硅溶胶的电迁移变的可控.用扫描电镜(SEM)和X光电子能谱(XPS)对多孔硅溶胶电迁移沉积层进行了对比分析.研究表明,溶胶体系中表面活性剂的加入对沉积层的成分没有影响,可以用这种方法实现多孔硅纳米粒子的可控组装.     

超高多孔度多孔硅的制备和特性研究

在〈10 0〉和〈111〉硅衬底上 ,用超临界干燥方法制备了超高多孔度的多孔硅 (多孔度大于90 % ) ,并对其光致发光和光致发光激发以及结构进行了研究 .发现光致发光峰位随多孔度增加而蓝移的数值远小于量子限制模型预期的结果 .     

金属掺杂多孔硅薄膜的制备及荧光光谱研究

用电化学方法对多孔硅薄膜进行了金属掺杂.用荧光分光光度计分析了样品的光致发光特性,结果表明,适量的金属掺杂增强了多孔硅的红光发射,氧化性金属掺杂还增强了多孔硅的蓝光发射,还原性金属掺杂却无此现象.红外吸收谱表明,金属掺杂多孔硅后Si—O—Si键振动增强.XRD谱表明,氧化性金属掺杂后多孔硅的无定形程度增强.对分析结果的解释为：红光增强是金属掺杂引入新的缺陷和硅、氧、金属间新的键态Si—Metal,Metal—O,Metal—Metal所致,而蓝光增强是无定形程度增强,应力增大和进一步氧化所致.     

以TiAl金属间化合物为支撑体的多孔Ni膜的制备

为了克服传统有机膜与陶瓷膜的一些不足之处,以TiAl金属间化合物为支撑体,用悬浮粒子烧结法在孔径为10．6um的片状支撑体上制备多孔金属Ni膜。考察了浸浆时间、烧结温度等工艺参数对膜表面形貌和孔径大小、分布等膜性能的影响。结果表明,合适的制膜条件是：浸浆时间为60s,烧结温度为500℃。得到了孔径分布比较窄而且表面比较平整的微滤膜,其平均孔径为0．83μm,膜厚约为30μm。     

多孔氧化镍纳米片的制备及其磁性能研究

采用水热合成法制备了大孔径和小孔径两种多孔氧化镍纳米片.采用透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、全自动比表面及孔隙度分析仪以及超导量子相干磁强计等对它们的形貌、晶体结构、比表面积以及磁性能进行了表征,并且探讨了这两种不同孔径氧化镍纳米片的形成机制.研究结果显示:这两种多孔NiO纳米片在55 K和300 K温度下都呈现类铁磁性,而小孔径NiO纳米片显示具有更高的饱和磁化强度,这可能是由于小孔径氧化镍纳米片拥有较大的开孔密度和比表面积,表面缺陷增多导致其表面自旋无序度增加,超反铁磁性效应更加显著.     

新型橡胶铜复合多孔材料的制造方法及其吸声特性

对200目橡胶粉和500目高纯无氧铜在高能行星式球磨机内进行20 min混料,混料后在模具中,在50℃温度下,在20 MPa压力下,压制成Φ 100 mm×5 mm的圆片,再通过选择性腐蚀方法,把其中的铜腐蚀掉,得到多孔橡胶材料.发现,多孔橡胶中存在大量20 μm以下的小孔以及少量尺寸大于100 μm的大孔.吸声系数试验表明,多孔橡胶对于不同频率的声波均有较好的吸收效果.     

多孔体材料在镦粗变形过程中表面裂纹的有限元预测

将传统的镦粗试验方法用于多孔体材料的塑性变形过程．以多孔体材料的塑性理论为基础,采用体积可压缩的刚塑性有限元法模拟多孔体材料的塑性变形过程．同时以Ｌｅｅ－Ｋｕｈｎ通过实验获得的局部应变极限准则为破裂条件,获得了在不同摩擦因子、高径比和初始相对密度条件下鼓形部位出现破裂的极限工艺参数．将模拟６０１ＡＢ多孔体材料的结果与Ｌｅｅ－Ｋｕｈｎ实验结果进行了对照．     

碱金属热电转换的多孔芯内热质传输特性

对基于AMTEC（Alkali Metal Thermal-to-Electric Converter,碱金属热电转换器）的毛细多孔吸液芯建立轴对称恒温相变模型,通过求解多孔芯区及液体通道区热质传输控制方程得到毛细多孔芯中的流动与传热特性,分析了工质流量、入口温度、多孔芯厚度、孔隙率和有效孔径等参数对压力、速度和温度分布的影响;同时通过分析最大毛细力与回路压降之间的关系,给出了多孔芯有效孔径的适用范围和提高多孔芯性能的改进措施。研究结果表明：与三维两相流蒸发模型比较,文中的模型具有较好的预测准确性;以碱金属为工质的毛细多孔吸液芯和液体通道内的流动与传热特性与传统工质存在不同。