[研究背景] 在当今的超老龄化社会中,因疾病或受伤而患有骨骼和关节疾病的人数增加正在成为一个问题,对于植入体内进行治疗的生物材料的需求日益增加。金属材料具有强度与延展性优异的平衡性,且机械可靠性高,因此被广泛用作必须支撑大负荷的骨替代植入物。 植入物需要具有优异的耐磨性和耐腐蚀性。但由于它是一种高强度的金属材料,其力学性能一般与柔韧的活骨有显著差异,而且其特别高的杨氏模量是有问题的。当植入物的杨氏模量远高于骨骼时,大部分力会施加在植入物上而不是周围的骨骼上(这种现象称为应力屏蔽),这会导致骨质萎缩、骨矿物质密度降低和骨折风险增加。因此,近年来,需要开发具有与活骨相当的低杨氏模量的新型金属材料。 临床上最常用的生物医学金属材料是价格低廉的不锈钢SUS316L、耐磨性优良的CoCr合金、杨氏模量相对较低的Ti(钛)合金。然而,不锈钢和现有的钴铬合金的杨氏模量大约比活骨高10倍。虽然存在杨氏模量较低的Ti合金,但其杨氏模量高于活骨,且存在耐磨性低的问题。目前,很少有金属材料能具有与活体骨骼相当的杨氏模量,同时还具有优异的耐磨性和耐腐蚀性。特别是,低杨氏模量这一重要的机械性能通常与高耐磨性之间存在权衡关系,开发出一种兼具这些特性的新型合金一直很困难。 另一方面,在尖端医疗中使用的超弹性合金中,表现出约8%超弹性应变的NiTi(镍钛)合金的应用最为广泛。然而,NiTi合金中含有较高的Ni元素,人们担心其可能会引起过敏反应。为此,人们开发出了不含Ni的Ti基超弹性合金,但其超弹性应变仅为NiTi合金的一半左右。 【主要发现】
摘要 本研究主要研究了通过添加石墨和二硼化铪 (HfB 2 ) 颗粒来显著提高 AA6061 合金混合复合材料的磨损性能。AA6061 合金因其高腐蚀性和耐磨性而广泛应用于航空和汽车领域。采用搅拌铸造法,通过在 AA6061 基体中添加不同百分比的石墨和 HfB 2 颗粒来创建混合复合材料。使用 SEM 和显微硬度计检查所得复合材料的微观结构,以验证增强颗粒的均匀分布和合金的硬度。为了比较混合复合材料与基体 AA6061 合金的摩擦学性能,在不同的负载条件下进行了磨损实验。结果表明,加入 5% 的石墨颗粒和 15% 的 HfB 2 颗粒后,耐磨性显着提高。坚硬的 HfB 2 颗粒提高了承载能力和耐磨性。石墨和 HfB 2 的协同作用产生了一种混合复合材料,与基础 AA6061 合金相比,其磨损率和摩擦系数明显较低。这项研究的成果凸显了混合增强策略在开发具有增强摩擦学性能的先进材料方面的潜力,使其有望成为汽车悬架部件和车顶导轨的替代品。
具有3-4 GPA的模量,可以量身定制,以实现Young的模量与皮质骨相可比。[6]此外,PEEK的射线透明度在生物医学应用中是有利的,因为它允许在医疗过程中清晰准确地对周围解剖结构进行清晰,准确的成像,而不会受到材料本身的任何干扰。[7]这比钛(当前的植入物材料的黄金标准)具有显着的优势。在一系列生物材料中,钢铁的强度和延展性突出。但是,它很容易屈服于腐蚀,并且缺乏足够的耐磨性。[8]在鲜明的对比中,Cocrmo合金具有显着的耐磨性和强度,但由于存在镍,铬和
病例钢钢通常用于齿轮和轴承应用。这类材料的低碳含量可为不同生产技术(如形成,锻造和焊接)提供出色的加工性。但是,低碳含量限制了这组材料的可靠性。一种特殊的热处理被称为病例硬化,对于提高这些材料的可耐用性是必要的。这种热处理是化石或硝化的,然后进行了亚分化的强化操作以改善表面硬度。渗碳的局限性是该过程耗时,薄壁的零件可能会变形[1]。长时间的时间使这个过程不吸引小批量尺寸的织物。此外,发现仅马氏体结构在材料的耐磨性方面不利[2]。说到耐磨性,仅产品的磨损可能导致多达全国国内生产总值的4%的经济成本[3]。低合金钢的病例硬化主要导致马氏体微观结构,因为几乎所有碳都在马氏体内捕获[4]。调节这些产品通常是为了改善工件的延展性。关于耐磨性,诸如碳化物之类的次级阶段比单纯的马氏体微观结构更优选。为了形成碳化物(VC)或碳化钨(WC)等碳化物,需要超过500℃的高温温度[5]。但是,这些形成碳化物的元素通常不存在或仅在病例钢钢内以较小的比率存在。它们的缺席阻碍了次级碳化物的降水的影响,从而限制了最终部分的耐磨性。因此,需要替代仅碳增强的替代方案,以进一步改善病例钢钢的部分。基于激光的定向能量沉积(DED-LB/M)Pro-VIDESA有望altertantiveto病例硬化,用于调整产品的表面硬度[6]。DED-LB/M中的灵活处理允许生成三维结构,修复磨损的表面或沉积耐磨性覆盖层到高度载荷的表面上。由于可以同时使用DED-LB/m同时使用多种粉末材料,因此可以局部调整最终工件的化学成分[7]。这种高灵活性打开了在需要的情况下在具有量身定制特性的自由形式表面上涂上涂料的可能性。应用的一个潜在领域是将渗碳产品代替仅以小批量制造的大零件。这样做,可以进行长时间的固定时间。DED-LB/M维修应用程序的巨大潜力也使当地磨损的配件进行翻新。使用DED-LB/M进行维修应用,需要产生具有与先前碳液材料相似的材料硬度的硬表面。知道只有固定钢的马氏体硬化产品的前提不利,可以添加进一步的合金元素,以提高关键特性,例如耐磨性或硬度。结合了例如,钨可以帮助改善固醇溶液加强以及高温耐药性的材料的性质[8]。
类型:ESTANE ® ECO 12T95 是一种高性能生物基热塑性聚氨酯。生物基含量为 Ca 32%。机械性能和耐磨性优异。主要应用:注塑成型
摘要:在本文中,详细研究了由高电流脉冲电子束处理的ZR-17NB合金的微观结构和磨损固定性。使用X射线衍射(XRD)分析后的脉冲处理后的相位变化,显示了由β(ZR,NB)相的一部分形成的β(nb)相和α(ZR)相。另外,还发现了β(ZR,NB)衍射峰的变窄和移动。扫描电子显微镜(SEM)和金相分析结果表明,高电流脉冲电子束(HCPEB)治疗之前合金表面的显微结构是由等上晶体组成的。但是,在15和30脉冲处理后,陨石坑结构得到了显着造成的。此外,还发现合金表面在30脉冲处理后经历了共菌体转化,并且发生了β(ZR,NB)的反应→αZR +βNB。显微硬度测试结果表明,随着脉冲数量的增加,微标志的值会出现向下趋势,这主要是由于谷物的块状和较软的β(nb)相变的形成。磨损耐药性测试结果表明,摩擦系数首先增加,然后降低,然后随脉冲数的增加而增加。
化学,腐蚀和耐磨性的螺旋线®管道的杰出化学,腐蚀和耐磨性使其非常适合卫生下水道和各种各样的工业废物处理应用。它不会生锈,腐烂或支持细菌学生长,也不会受到电解或电腐蚀。硫化氢和卫生下水道中通常发现的硫酸都不对螺旋岩®管道的物理特性有任何影响。由于其高冲击强度,高分子量和耐腐蚀性,因此成功地用于运输发电厂,采矿,疏les和类似应用中的液体浆液。聚乙烯管道经常用较硬的管道材料(例如混凝土)来传递液体浆液中的许多类型的磨料固体时。可根据要求提供全面的耐化学手册。
类型:Estane®Eco12T85是一种高性能的生物热塑性聚氨酯。具有CA 46%基于生物的内容。主要应用:注入成型特殊特征:类似于具有相同硬度的标准TPU,出色的机械性能和耐磨性。