316L不锈钢支架表面药物涂层的初步研究

高分子材料是影响316L不锈钢支架表面药物涂层性能的-个重要因素。以紫杉醇作为药物模型、以常用的3种医用高分子材料聚乙烯-乙烯醇(EVAL)、聚乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)和聚乳酸-乙交酯(PLGA)为涂层聚合物。对316L不锈钢支架表面EVAL、EVA和PLGA涂层的综合性能(包括涂层在基体表面的结合强度、药物在涂层中的溶解扩散性能、涂层的力学性能以及表面自由能和亲水性等)进行了详细的比较、研究。结果发现：选择EVA作为底层和药物层的材料比较合适,而PLGA是制备最外层涂层的理想材料。     

316L不锈钢钝化膜的耐腐蚀性和血液相容性

为了改善血管支架材料316L不锈钢的耐腐蚀性和血液相容性,分别采用混合酸(2%HF+10%HNO3,体积分数)钝化和高温热处理钝化方法对机械抛光的316L不锈钢进行原位表面改性,通过X射线衍射仪(XRD)、原子力显微镜(AFM)和带能谱仪的扫描电子显微镜(SEM-EDS)分析改性前后316L不锈钢的表面成分和形貌,通过电化学性能测试和接触角测试来分析改性前后316L不锈钢的耐腐蚀性和润湿性.结果表明:混合酸钝化的316L不锈钢表面主要是Cr-O氧化膜,高温热处理钝化的316L不锈钢表面为Fe2O3与Cr-O混合物氧化膜,均起到了改善316L不锈钢在模拟人体体液环境中的耐腐蚀性的作用;2种方法改性后的316L不锈钢表面均呈亲水性,且使得316L不锈钢表面能的极化分量增加,材料与血液间界面张力减小,均可作为生物医用材料使用,并能够改善316L不锈钢的耐腐蚀性和血液相容性.     

316L不锈钢表面聚乙烯-乙烯醇药物涂层的制备及性能

以316L不锈钢冠脉支架为模型,在经过表面处理的316L不锈钢基体表面制备了乙烯-乙烯醇共聚物药物涂层,采用戊二醛为交联剂对涂层表面进行交联改性,并对交联前后涂层的性能进行了比较,同时以紫杉醇为模型药物,研究了交联前后涂层药物的释放速率。结果表明:真空条件下制备的涂层表面平滑致密,交联后涂层力学强度增加,溶胀度及药物的溶解度降低,药物释放时间延长。     

加工工艺对医用心血管支架生物相容性的影响

设计了一种新结构的316L不锈钢心血管支架，采用激光切割和电化学抛光去除尖角的加工方法，通过3D细胞和小鼠骨髓基质细胞培养以及人体外周血的溶血实验，研究了加工工艺对该心血管支架生物相容性的影响．采用激光切割和电化学抛光工艺，获得了设计的支架形状并消除了支架边缘的尖角；实验组和对照组对比表明，细胞的形状、数量相同，其活性和生长未受支架影响，支架没有引起溶血反应，加工工艺是合理的，没有产生细胞毒性。     

超音速电弧喷涂涂层耐蚀性的电化学测试及组织分析

利用超音速电弧喷涂设备在钢板基体表面分别喷涂Al,Zn和316不锈钢(0crNi12Mo2)3种涂层后,通过采用CHI660B电化学工作站,测试3种材料在60%H2SO4溶液中的稳态极化曲线和Tafel斜率,并利用金相显微镜进行腐蚀前后的组织分析.结果表明:3种喷涂材料中只有316不锈钢能明显提高基体的抗腐蚀能力,适合用于防腐蚀喷涂.     

316L不锈钢应力腐蚀研究进展

316L不锈钢具备良好的力学性能、焊接性能、耐蚀性能,被广泛应用于化工管道、船舶及核电等领域。因其应用环境复杂,316L不锈钢在特定介质环境和拉应力的协同作用下,易发生应力腐蚀开裂,导致严重事故。概述了316L不锈钢应力腐蚀裂纹萌生及扩展的规律,总结了其应力腐蚀的阳极溶解和氢致开裂两种微观主导机制的特点。在此基础上,针对介质环境、材料、表面应力状态3个影响因素,综述了近年来通过调节介质环境的pH、溶液浓度、引入压应力、优化微观结构及涂层工艺等方面,改善316L不锈钢应力腐蚀性能的研究进展。最后,基于316L不锈钢面临的应力腐蚀问题,从应力腐蚀机制和防护措施两方面展望了316L不锈钢应力腐蚀的研究热点和方向。     

粉末冶金复合材料水润滑条件下的摩擦学性能

针对水液压元件摩擦副润滑困难、使用寿命短等方面的不足,制备了一种以316L不锈钢粉末冶金材料为基体、含有纳米金刚石颗粒悬浮液填充孔隙的复合材料,在水润滑条件下对复合材料和碳纤维增强聚醚醚酮(CFRPEEK)进行了端面摩擦磨损试验,并将其与316L不锈钢材料、316L粉末冶金材料、316L粉末冶金材料+润滑油进行了对比,研究了复合材料的摩擦学性能.结果发现:在500 r/min转速、400 N外载荷下,复合材料和CFRPEEK配对的平均摩擦因数为0.027,CFRPEEK的磨损率为0.128×10~(-16)m~3/(N·m),均小于其余三种配对方式,表明复合材料具有较好的摩擦学性能.复合材料表面产生了抛光效应,主要磨损机理为犁削效应;配对的CFRPEEK磨损机理为犁削机理,纳米金刚石颗粒的加入有效抑制了塑性变形的发生.     

压水堆一回路主管道316 L不锈钢的电化学腐蚀行为

通过中心复合设计试验法设计试验,结合动电位极化曲线和电化学阻抗谱的测量以及氧化膜形貌观察和成分测量,研究了温度(30~350℃)、Cl-质量浓度(10~1000μg·L-1)和溶解氧质量浓度(0~200μg·L-1)3种因素对压水堆一回路主管道316L不锈钢电化学腐蚀性能的影响.结果表明:温度是影响316L不锈钢电化学腐蚀性能最显著的因素,温度越高,腐蚀电流密度越大,点蚀电位越低;Cl-浓度和溶解氧浓度对316L不锈钢电化学腐蚀性能的影响与温度密切相关,温度较低时(T<150℃),Cl-浓度和溶解氧浓度均对316L腐蚀电流密度几乎无影响,但点蚀电位却随Cl-浓度增加和溶解氧浓度的降低而降低;温度较高时,分别为T>130℃和T>150℃,Cl-浓度和溶解氧浓度均对316L点蚀电位几乎无影响,但腐蚀电流密度却随Cl-和溶解氧的浓度增加而显著增加,腐蚀加剧.电化学阻抗谱的测量和氧化膜形貌的观察也进一步验证了上述试验结果.     

316L不锈钢／Y-PSZ复合材料摩擦磨损特性

在MRH-3型高速环块磨损试验机上研究了粉末冶金方法制备的316L不锈钢/Y-PSZ金属陶瓷复合材料在干摩擦条件下的摩擦磨损性能,并与T10钢(HRC 45)的耐磨性能进行了对比.考察了316L不锈钢体积分数(30%～50%)、颗粒尺寸(10.8～51.6μm)及对偶环转速(200～280r·min-1)对材料耐磨性的影响.结果表明:随着316L不锈钢含量的增加和颗粒尺寸的增大,或随着对偶环转速的提高,复合材料的耐磨性下降.在本文研究条件下,除个别情形外,所制备316L/Y-PSZ复合材料的耐磨性能优于T10钢;当不锈钢体积分数为30%、颗粒尺寸为10.8μm时,复合材料的耐磨性能达到T10钢的3.0～3.2倍.316L不锈钢/Y-PSZ复合材料的磨损机理主要为316L不锈钢颗粒剥落和Y-PSZ基体层片剥落.     

316L和316LN不锈钢在高温高盐溶液中钝化膜的性能研究

利用电化学及扫描电子显微镜（SEM）对316L与316LN两种不锈钢在高温高盐环境中的耐蚀性能进行了对比研究,利用Mott-Schottky曲线研究了两种材料的钝化膜半导体特征,借助X射线光电子能谱（XPS）研究了316LN不锈钢的钝化膜结构以及N元素在钝化膜中的分布状态。结果表明：在高温高盐环境中,两种材料形成的钝化膜都为n型半导体;316LN不锈钢形成的钝化膜耐点蚀性能更好,其钝化膜内缺陷浓度更低,N元素会在钝化膜中富集。最后利用点缺陷原理对316LN钝化膜的耐蚀机理进行了研究。     

304和316L不锈钢的高温电化学腐蚀行为

通过模拟压水堆一回路水环境,研究了溶液温度和溶氧量(DO)对304和316L不锈钢高温电化学腐蚀行为的影响.结果表明:随着溶液温度升高,在304和316L不锈钢表面所形成的氧化膜的保护性能降低;随着DO升高,304和316L不锈钢的自腐蚀电位升高,自腐蚀电流密度降低,钝化区缩小;304和316L不锈钢表面形成了双层氧化膜,外层氧化膜颗粒尺寸和颗粒间隙随着温度的升高而增大,随着DO增加而减小;在所用实验条件下,316L不锈钢表现出比304更优异的抗腐蚀性能.     

生物可降解聚合物血管支架膨胀性能有限元分析

血管支架最有潜力的发展方向是生物可降解聚合物血管支架,而支架的膨胀性能直接影响血管支架的质量和应用.利用有限元方法,采用von Mises屈服和各向同性强化准则,通过与316L不锈钢和WE43镁合金两种支架材料进行对比,分析了聚左旋乳酸(PLLA)材料支架的膨胀性能.结果表明,PLLA新型血管支架具有良好的均匀膨胀性、轴向短缩性和柔顺性,但其回弹性能有待改善.     

316L不锈钢动态再结晶行为

在Gleeble-1500热模拟试验机上, 通过高温压缩实验对316L不锈钢的动态再结晶行为进行了系统研究. 结果表明:316L不锈钢热变形加工硬化倾向性较大, 在真应力应变曲线上没有出现明显的应力峰值σ_p;316L不锈钢在热变形过程中发生了动态再结晶, 但只是在局部区域观察到了动态再结晶晶粒. 对动态再结晶的实验数据进行拟合, 得到316L不锈钢的热激活能和热变形方程, 并给出了发生动态再结晶的临界应变和临界应力以及Zener-Hollomon参数和稳态应力的关系.     

316L不锈钢焊缝腐蚀行为的电化学研究

316L不锈钢以其优良的耐腐蚀性能、加工性能和高抗氧化性能而被广泛应用于核电、石油、化工等领域。316L不锈钢的应用大多需要焊接成型,但焊接过程中化学成分,组织形态和相关性能的改变,使316L不锈钢的耐蚀性能降低,在焊缝接头处以及焊缝部位优先发生腐蚀,严重影响了不锈钢的使用寿命和安全性。本文采用交流阻抗法和阳极极化常规电化学方法,结合课题组自主研发的扫描微电极技术研究316L不锈钢焊缝区的腐蚀行为,探讨钨极氩弧焊和CO2保护焊两种不同焊接方法对316L不锈钢抗腐蚀能力的影响以及氯离子浓度对焊接样品抗腐蚀能力的影响。结果表明,经过腐蚀电化学方法检测后,焊接样品的耐腐蚀性能较基材样品均发生明显降低,具体表现为氩弧焊焊接样品和CO2保护焊焊接样品在阳极极化曲线的开裂电位Eb,腐蚀电位Ecorr均较基材样品负,钝化区△E较基材样品变窄。交流阻抗谱测试得出氩弧焊焊接样品与CO2保护焊焊接样品的电荷转移电阻Rct均较基材样品小。同时,通过不同实验分析均表明,在NaCl溶液和FeCl3溶液中,氩弧焊焊接样品的耐蚀性能较CO2保护焊焊接样品好。实验结果还表明,随着氯离子浓度的升高,两种焊接样品的耐蚀性能均降低。     

氮含量和环境温度对316L不锈钢耐腐蚀性的影响

研究低温条件下腐蚀溶液温度以及钢中氮含量对316L奥氏体不锈钢耐腐蚀性能的影响,在1 mol/L H2SO4+0.5 mol/L NaCl的腐蚀液中,对氮含量为0.009 5%～0.557 5%的316L奥氏体不锈钢进行阳极极化曲线及电化学阻抗测量.结果表明,提高氮含量,316L奥氏体不锈钢耐蚀性增强;腐蚀液温度升高,316L奥氏体不锈钢耐蚀性减弱.     

循环水温度对10~#碳钢和316L不锈钢电化学行为的影响

为了明确循环水温度对不同材质的换热设备的缓蚀影响,利用电化学腐蚀测量方法,研究加入阻垢缓蚀剂的循环水在不同温度下对10#碳钢和316L不锈钢的电化学腐蚀行为,测定极化曲线。结果表明:随着循环水温度的升高,阻垢缓蚀剂对10#碳钢和316L不锈钢的最佳缓蚀温度不同。当循环水温度为40℃时,对316L不锈钢的缓蚀作用最好;对10#碳钢的缓蚀作用是随着温度的升高而逐渐增强;当循环水温度为60℃时,对10#碳钢的缓蚀效果最好,316L不锈钢的耐腐蚀性要优于10#碳钢。由于10#碳钢和316L不锈钢有着不同的电化学腐蚀机理,因此导致了两种材质在循环水中最佳的缓蚀温度也是不同的。     

聚氨酯/ 羧甲基壳聚糖/壳聚糖) n 复合涂层血液相容性

在心血管支架表面构建仿生细胞外基质结构的涂层是提高支架生物相容性的有效方法.结合静电纺丝及静电自组装技术,在316L医用不锈钢基底上制备出网状聚氨酯/(羧甲基壳聚糖/壳聚糖)n复合涂层.血小板黏附实验表明,对于网状聚氨酯涂层,血小板较易黏附在直径小于1μm的纤维上,在直径大于1μm的纤维上几乎无血小板黏附;而聚氨酯/(羧甲基壳聚糖/壳聚糖)n复合涂层的血小板黏附数量明显下降,血液相容性得到改善.     

残余应力对表面纳米化316L不锈钢疲劳性能影响

超声喷丸处理工艺在316L不锈钢表面制备出了纳米表面晶层,对表面纳米化后和未表面纳米化的316L不锈钢试样进行拉拉低周疲劳试验,然后对试件进行表面残余应力进行测试,并对表面纳米化后材料疲劳性能的影响机理进行了初步分析探讨.研究结果表明,超声喷丸表面纳米化处理可以有效使材料在表面产生残余压应力,并使得表面晶粒细化,从而有效抑制疲劳裂缝萌生,提高材料疲劳寿命.     

316L不锈钢焊缝腐蚀行为的电化学研究

 316L不锈钢以其优良的耐腐蚀性能、加工性能和高抗氧化性能而被广泛应用于核电、石油、化工等领域.316L不锈钢的应用大多需要焊接成型,但焊接过程中化学成分,组织形态和相关性能的改变,使316L不锈钢的耐蚀性能降低,在焊缝接头处以及焊缝部位优先发生腐蚀,严重影响了不锈钢的使用寿命和安全性.本文采用交流阻抗法和阳极极化常规电化学方法,结合课题组自主研发的扫描微电极技术研究316L不锈钢焊缝区的腐蚀行为,探讨钨极氩弧焊和CO₂保护焊两种不同焊接方法对316L不锈钢抗腐蚀能力的影响以及氯离子浓度对焊接样品抗腐蚀能力的影响.结果表明,经过腐蚀电化学方法检测后,焊接样品的耐腐蚀性能较基材样品均发生明显降低,具体表现为氩弧焊焊接样品和CO₂保护焊焊接样品在阳极极化曲线的开裂电位E_b,腐蚀电位E_corr均较基材样品负,钝化区ΔE较基材样品变窄.交流阻抗谱测试得出氩弧焊焊接样品与CO₂保护焊焊接样品的电荷转移电阻R_ct均较基材样品小.同时,通过不同实验分析均表明,在NaCl溶液和FeCl₃溶液中,氩弧焊焊接样品的耐蚀性能较CO₂保护焊焊接样品好.实验结果还表明,随着氯离子浓度的升高,两种焊接样品的耐蚀性能均降低.     

医用316L不锈钢表面酸预处理工艺研究

研究酸洗预处理对高分子涂层在不锈钢表面粘附强度和浸润性的影响,利用SEM、AFM、RA-IR及接触角测试等技术分析了316L不锈钢表面经不同工艺酸处理前后基体表面微结构、化学状态及润湿性的变化。结果表明,适当的酸处理能显著提高聚乙烯一乙烯醇共聚物(EVAL)涂层在316L不锈钢表面的附着力及它在金属表面的浸润性。