基于这些特性,金属和金属合金被用作承重植入物。其中,钴铬合金、不锈钢、钛和钛合金被广泛用于多种生物医学应用。特别是,钛及其合金的弹性模量接近骨骼,密度低于钴铬合金和不锈钢。[2,3] 此外,与纯钛相比,钛合金具有更高的机械性能,使其特别适合用作骨科和创伤植入物。然而,钛和钛合金被认为是生物惰性材料,即它们不会与人体周围组织发生化学或生物反应。[4] 此外,涉及钛合金(即 Ti6Al4V 合金)的腐蚀现象会导致释放对人体有害的 Al 和 V 合金。为了促进植入物与现有人体骨组织的骨整合,从而优化装置的整合,在植入物表面生长涂层可能是一种合适的方法。尤其对于钛和钛合金,火花阳极氧化是一种合适的技术,可在基体上生长出牢固粘附的多孔陶瓷涂层,最大限度地减少可能导致骨溶解的剥落现象。在此背景下,已研究了多种策略来增强钛合金的生物活性,从而增强其骨整合。[5–7] 文献中有充分的证据表明,羟基磷灰石 (HA,Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 ) 的存在可以增强外来生物材料的骨整合,因为它与硬组织和软组织具有很高的生物相容性。[8] 因此,诱导 HA 的结合或生长已被证明是提高材料生物活性的一种好策略。例如,这可以通过电化学转化涂层工艺(如火花阳极氧化)通过精确调整操作条件(形成电压、电解质浴成分等)来实现。 [3,9,10] 此外,Ti6Al4V 合金表面生长一层厚的阳极氧化层可以提高其耐腐蚀性能
由于地面条件恶劣,软质海洋粘土沉积物下为坚硬的基岩,斯堪的纳维亚半岛的许多地下项目都面临着隧道进水沉降风险的挑战。这些充满粘土的洼地中的孔隙压力降低会对附近的建筑物造成损坏,这是奥斯陆基础设施建设的主要风险之一。本文介绍了奥斯陆地区 44 条隧道的大量数据库,这些隧道建于 1975 年至 2020 年之间。数据包括开挖前注浆后测得的进水量、孔隙压力降低、开挖前注浆工作量和地质参数。对数据进行分析以确定关键参数之间的趋势和关系,例如给定进水率的预期孔隙压力降低和获得给定注浆区水力传导率所需的注浆工作量。分析表明,在未来的项目中,有必要将重点放在孔隙压力监测上,而不是进水,以降低不可接受的孔隙压力降低的风险。提出了如何优化开挖前灌浆的监测和跟踪以确保满足所需的防水性的建议。
由于地面条件恶劣,软质海洋粘土沉积物下为坚硬的基岩,斯堪的纳维亚半岛的许多地下项目都面临着隧道进水沉降风险的挑战。这些充满粘土的洼地中的孔隙压力降低会对附近的建筑物造成损坏,这是奥斯陆基础设施建设的主要风险之一。本文介绍了奥斯陆地区 44 条隧道的大量数据库,这些隧道建于 1975 年至 2020 年之间。数据包括开挖前注浆后测得的进水量、孔隙压力降低、开挖前注浆工作量和地质参数。对数据进行分析以确定关键参数之间的趋势和关系,例如给定进水率的预期孔隙压力降低和获得给定注浆区水力传导率所需的注浆工作量。分析表明,在未来的项目中,有必要将重点放在孔隙压力监测上,而不是进水,以降低不可接受的孔隙压力降低的风险。提出了如何优化开挖前灌浆的监测和跟踪以确保满足所需的防水性的建议。
EERC免责声明法律通知本研究报告是由北达科他大学能源与环境研究中心(EERC)编写的,作为美国能源部(DOE)和北达科他州工业委员会(NDIC)赞助的工作帐户。由于工作的研究性质,EERC和任何员工都不会对任何信息,设备,产品或流程的准确性,完整性或有效性承担任何法律责任或责任,或承担任何法律责任或责任,或者披露或表示其使用不会侵犯其使用。在此引用以商业名称,商标,制造商或其他方式参考任何特定的商业产品,流程或服务,或者不一定构成或暗示EERC的认可或建议。承认该材料是基于DOE国家能源技术实验室支持的工作。de-fe0031838和NDIC,合同编号。FY20-XCI-226和G-050-96。EERC要感谢劳伦斯·本德(Lawrence Bender)对撰写本报告的重要贡献。特别感谢本德先生分享了他对EERC项目的知识,专业知识和支持。doe免责声明本报告是作为美国政府机构赞助的工作的帐户。在此引用以商业名称,商标,制造商或其他方式参考任何特定的商业产品,流程或服务。美国政府,其任何机构,或其任何雇员均未对任何信息,设备,产品或流程的准确性,完整性或有用性承担任何法律责任或责任,或者承担任何法律责任或责任,或者表示其使用将不会侵犯其使用。本文所表达的作者的观点和观点不一定陈述或反映美国政府或其任何机构的观点和意见。ndic免责声明本报告是由北达科他州工业委员会部分资助的协议由EERC编写的,EERC,任何分包商,北达科他州工业委员会均未代表任何人,也不代表任何一个人:
摘要:使用线材的直接能量沉积 (DED) 工艺被认为是一种可以以可承受的成本生产大型部件的增材制造技术。然而,DED 工艺的高沉积速率通常伴随着较差的表面质量和固有的打印缺陷。这些缺陷会对疲劳耐久性和抗腐蚀疲劳性产生不利影响。本研究的目的是评估相变和打印缺陷对通过线材激光增材制造 (WLAM) 工艺生产的 316L 不锈钢腐蚀疲劳行为的关键影响。为了进行比较,研究了具有规则奥氏体微观结构的标准 AISI 316L 不锈钢作为对应合金。使用 X 射线微断层扫描 (CT) 分析的三维无损方法对打印缺陷的结构评估。通过光学和扫描电子显微镜评估微观结构,而通过循环动电位极化 (CCP) 分析和浸没试验评估一般电化学特性和腐蚀性能。使用旋转疲劳装置检查了在空气和模拟腐蚀环境中的疲劳耐久性。得到的结果清楚地表明,与 AISI 同类合金相比,WLAM 工艺生产的 316L 合金的腐蚀疲劳耐久性较差。这主要与 WLAM 合金的缺点有关,即具有双相微观结构(奥氏体基体和二次 delta-铁素体相)、钝化性降低以及层内孔隙率显著增加,而层内孔隙率是疲劳裂纹的应力增强因素。
多孔传输层是低温电解装置的重要组成部分,例如质子交换膜水电油夹或阴离子交换膜水电油层。PTL对细胞性能具有显着影响,因为它们的大量电阻会影响欧姆电阻,它们的接触电阻会影响电极性能,并且它们的结构会影响到细胞的液体流动,这可能会导致大规模传播损失。为了提高细胞性能,PTL的优化至关重要。应使用标准化协议来充分比较来自不同机构的PTL。此方法将详细介绍使用四线设置来测量PTL电阻的标准化协议,并将详细介绍使用毛细管流孔径测量PTL的孔隙率和水接触角的过程。
本文介绍了基于金属有机骨架 (MOF) 晶体表征的孔径分布分析,这些金属有机骨架具有分级孔系统 DUT-32、DUT-75、UMCM-1 和 NU-1000,并利用它来了解这些独特孔结构中的气体吸附。统计分析用于有效地将孔隙空间划分为由孔径标记的不同区域。在模拟 87 K 氩气吸附期间,该孔描述用于发现吸附质相对于不同孔隙的位置。为了进一步研究吸附行为,开发了一种聚类孔隙环境以定位孔隙中心的方法。这些孔隙中心用于观察孔隙内气体的分布,从孔隙中心的独特视角描述填充事件期间的吸附质位置。本文介绍的方法提供了有关孔隙结构和吸附特性的无与伦比的信息,这些信息无法通过现有方法获得,现在可以应用于新材料以揭示新的吸附过程。
1 缩写:AM:增材制造;MPD:熔池深度;DED:定向能量沉积;ANN:人工神经网络;VED:体积能量密度;PID:比例-积分-微分。
摘要:高级孔隙形态 (APM) 泡沫元件几乎是球形的泡沫元件,具有坚固的外壳和多孔的内部结构,主要用于压缩载荷应用。为了确定内部结构的变形及其在压缩过程中的变化与其机械响应之间的关系,进行了原位时间分辨 X 射线计算机微断层扫描实验,其中在加载过程中对 APM 泡沫元件进行 3D 扫描。当机械响应与样品的内部变形相关时,同时施加机械载荷和射线成像使人们对 APM 泡沫样品的变形行为有了新的认识。研究发现,在出现第一个剪切带之前,APM 元件的刚度达到最高。在此之后,APM 元件的刚度降低,直到内部孔壁之间第一次自接触为止,从而使样品刚度朝向致密化区域增加。
摘要:开发用于吸附分离丙烯和丙烷的多孔固体仍然是一个重要且具有挑战性的研究方向。最先进的吸附剂材料通常会在吸附容量和选择性之间产生矛盾。在这里,我们报道了通过设计的孔隙扭曲在金属有机骨架中对丙烯和丙烷进行受控分离。HIAM-301 的扭曲孔结构成功排除了丙烷,从而在 298 K 和 1 bar 下同时实现了高选择性(>150)和大容量(~3.2 mmol/g)的丙烯。动态突破测量验证了丙烷和丙烯的优异分离。原位中子粉末衍射和非弹性中子散射揭示了 HIAM-301 中吸附丙烯分子的结合域以及主客体相互作用动力学。这项研究为丙烯和丙烷的吸附分离提出了新的基准。