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超疏水抗紫外日间被动辐射制冷多孔涂层织物的制备及性能

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丝绸 2023年第10期60卷 30-37页

作者：侯艺张佳文蔡英易玲敏浙江理工大学纺织科学与工程学院杭州310018 浙江理工大学生态染整技术教育部工程研究中心杭州310018 浙江理工大学先进纺织材料与制备技术教育部重点实验室杭州310018

具有个人热管理功能的纺织品,可减缓夏日高温对人体的伤害。本文以尼龙织物为基材,聚(偏氟乙烯-六氟丙烯)及含氟改性的无机SiO_(2)、ZnO纳米粒子的混合分散液为整理剂,得到了具有超疏水和抗紫外功能的日间被动辐射制冷(PDRC)多孔涂层织... 详细信息

具有个人热管理功能的纺织品,可减缓夏日高温对人体的伤害。本文以尼龙织物为基材,聚(偏氟乙烯-六氟丙烯)及含氟改性的无机SiO_(2)、ZnO纳米粒子的混合分散液为整理剂,得到了具有超疏水和抗紫外功能的日间被动辐射制冷(PDRC)多孔涂层织物。研究表明:整理后的尼龙织物表面及纤维间被相互黏连的多孔聚合物膜及氟改性SiO_(2)、ZnO纳米粒子覆盖,粒子相对质量和涂覆量的增加可增强织物的光谱性能,改性织物的太阳光反射率和中红外发射率最高可达93.1%和98.8%;太阳光下多孔涂层织物的温度可比环境温度低8~12℃,且具有优异的超疏水性、耐候性和机械性能;改性氧化锌(F-ZnO)的引入为整理后的尼龙织物提供了优异的抗紫外性能,使其达到抗紫外织物的国家标准。

关键词：被动日间辐射冷却多孔涂层抗紫外超疏水户外纺织品改性粒子

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纯钽微弧氧化多孔涂层制备及性能表征

纯钽微弧氧化多孔涂层制备及性能表征

作者：王舒月大连理工大学

学位级别：硕士

钽由于其优异的生物相容性而在骨植入领域有较为广泛的应用,但纯钽表面钝化膜的存在虽使得其表面耐蚀性增加,但是同时会延迟与骨组织快速的整合。而微弧氧化(Micro-arc Oxidation,MAO)技术因可在表面制备多孔粗糙结构以及引入活性元素... 详细信息

钽由于其优异的生物相容性而在骨植入领域有较为广泛的应用,但纯钽表面钝化膜的存在虽使得其表面耐蚀性增加,但是同时会延迟与骨组织快速的整合。而微弧氧化(Micro-arc Oxidation,MAO)技术因可在表面制备多孔粗糙结构以及引入活性元素而被广泛的应用于医用材料的表面改性领域。本文为提高纯钽表面生物活性而在其表面制备出具有分级结构的涂层,并为探究不同表面结构对涂层的细胞相容性的影响,将该涂层与传统“火山坑”状MAO涂层以及机械抛光纯钽表面进行对比。使用微弧氧化在纯钽表面制备出分级多孔结构后,为进一步提高其表面的生物活性,对涂层进行碱热处理,并通过体外细胞实验表征两涂层的生物活性。研究发现,首先在纯钽表面使用硼酸盐制备出具有多孔分级结构的“类骨小梁”涂层,此分级结构相较于单极结构以及抛光纯钽具有更高的粗糙度以及亲水性,并且在体外细胞实验中证明此结构具有更高的细胞相容性以及成骨分化能力。本文也提出了“类骨小梁”结构的形成机制:“类骨小梁”结构的形成是在微弧氧化过程中涂层中的氧化物形成和溶解同时作用的结果。非晶氧化层中BO的低熔点使得涂层表面易产生溶解现象,从而使得放电通道更易在孔洞周围形成,进而表面产生联通现象从而在表面形成“类网状”结构,而内部是圆形的微米级孔洞,从而产生了“类骨小梁”状多孔分级结构。碱热处理后的“类骨小梁”状涂层由于其表面形成钽酸钠,加速了与体液中的水合氢离子的交换,从而加速涂层与钙离子以及磷酸根离子的结合,易于羟基磷灰石在表面的形成从而促进新骨形成以及骨整合。本研究发现,碱热处理后涂层表面保持“类骨小梁”状结构不变,并且涂层表面生成钽酸钠,并通过后续模拟体液浸泡实验,证明碱热处理后的涂层表面羟基磷灰石数量明显增多,并通过后续体外细胞实验证明,碱热处理后的“类骨小梁”状涂层相较于未处理涂层具有更高的细胞相容性以及成骨分化能力。

关键词：钽微弧氧化多孔涂层碱热处理细胞相容性

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小管径不锈钢管内壁多孔涂层喷涂控制

小管径不锈钢管内壁多孔涂层喷涂控制

作者：杨浙兰州理工大学

学位级别：硕士

增大不锈钢管内壁孔隙面积和粗糙度,提升管内壁换热效率的需求与日俱增。针对传统表面加工方法难以处理小管径不锈钢长管内壁的问题,提出了利用电爆喷射沉积法在小管径不锈钢管内壁喷涂多孔涂层的关键技术。电爆喷射沉积法是基于对导体... 详细信息

增大不锈钢管内壁孔隙面积和粗糙度,提升管内壁换热效率的需求与日俱增。针对传统表面加工方法难以处理小管径不锈钢长管内壁的问题,提出了利用电爆喷射沉积法在小管径不锈钢管内壁喷涂多孔涂层的关键技术。电爆喷射沉积法是基于对导体电爆炸现象的应用,衍生出的一种新的涂层制备方法,具有绿色环保、能量利用率高、对被喷涂基体影响小、涂层结合强度高、工艺参数调整方便等优势。本文在对电爆炸喷射沉积机理认识的基础上,针对小管径不锈钢管内送丝困难、喷涂效率低等问题,研制了一套可在小管径不锈钢管内壁进行连续电爆炸喷涂的自动化装置。该装置主要包括高压整流电源、储能电容器组、伸缩移动电极、隔离开关、高低压同轴导杆、电爆喷枪、基管运动与夹持机构、丝传送机构与基于电涡流传感器的丝位置检测、伺服电机驱动与控制、储能电容充电电路与电爆放电控制电路。并设计了基于可编程控制器(PLC)的电爆炸管内壁喷射沉积控制系统,实现自动送丝连续喷涂制备多孔涂层。电爆炸过程中电参数对电爆炸喷涂涂层的质量有着重要影响,对小管径丝电爆喷射沉积设备的电爆回路进行建模,根据电阻率-比作用量模型描述在电爆炸过程中非线性变化的金属丝阻抗,将电爆回路等效成RLC串联电路进行分析。利用PSpice软件建立了金属丝电爆炸模型,在此基础上仿真不同直径、不同初始电压和不同线路参数下金属丝的电爆炸放电波形。分析研究了初始充电电压、金属丝丝径、线路电阻电感对金属丝电爆炸能量沉积影响,改进了之前所设计搭建的小管径喷射沉积设备,为之后实际电爆喷涂实验确定了初始充电电压、金属丝丝径的合理范围。利用电爆炸喷射沉积设备进行铜、铝多孔涂层的制备,在仿真实验所获得的合理充电电压和丝径范围内进行了电爆炸喷射沉积实验,研究铝丝与铜丝在不同丝径、不同初始电压下,电爆过程中阻性电压、回路电流和丝上沉积能量的变化。研究发现,通过调节初始电压可控制金属丝上的沉积能量,改变丝上的汽化阶段相对能量沉积密度ρ。对多孔涂层表面宏观与微观形貌进行分析,实验结果表面,当铝丝的ρ处于0.6-0.7的范围内,铜丝的ρ处于0.73附近时,能获得应用性能最佳的铜、铝多孔涂层。对该铜、铝多孔涂层的孔隙率、结合强度和润湿性进行测定与实验分析,获取了制备最佳铜、铝多孔涂层的电参数。研究结果表明,应用所研制的自动化装置可有效制备铜、铝多孔涂层,孔隙率均达到了60%,涂层与小管径不锈钢基管内壁结合强度高,且两者表面分别达到了超疏水状态和亲水状态,能有效提升换热效率。

关键词：小管径管内壁丝电爆喷射沉积多孔涂层孔隙率

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多孔涂层中甲醛吸附扩散的研究

新型建筑材料 2020年第11期47卷 64-68页

作者：赵云鹏冀志江王静匡猛中国建筑材料科学研究总院有限公司绿色建筑材料国家重点实验室北京100024

针对室内甲醛污染问题,利用矿物涂层的多孔性,对甲醛进行吸附处理。通过改变涂层中填料比例,研究孔径结构对甲醛气体吸附扩散性能的影响,并利用XRD、SEM、氮气吸附仪对涂层进行表征。结果表明,涂层的孔结构和孔径分布对甲醛的吸附和扩... 详细信息

针对室内甲醛污染问题,利用矿物涂层的多孔性,对甲醛进行吸附处理。通过改变涂层中填料比例,研究孔径结构对甲醛气体吸附扩散性能的影响,并利用XRD、SEM、氮气吸附仪对涂层进行表征。结果表明,涂层的孔结构和孔径分布对甲醛的吸附和扩散影响较大。添加硅藻土可以有效改变矿物涂层的比表面积和孔径分布,有利于甲醛的扩散,提高吸附量。2 mm厚多孔涂层的比表面积为2.4976 m2/g,甲醛24 h吸附量为6.923 mg/m2,添加10%和20%硅藻土的多孔涂层比表面积分别为5.023、6.1086 m2/g,甲醛24 h吸附量分别可达7.249、7.414 mg/m2。改变填料是优化涂层结构和表面有效可行的方法,使多孔涂层有望实际应用于治理室内甲醛污染。

关键词：多孔涂层甲醛吸附扩散硅藻土

Bi_(26)Mo_(10)O_(69)多孔涂层空气侧改性混合离子导体的制备及其增进透氧性能（英文）

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2016年第5期26卷 1373-1378页

作者：王太和李榕甄强程琳上海大学纳米科学与技术研究中心上海200444 上海大学材料科学与工程学院上海200072

通过水热法合成Bi_(26)Mo_(10)O_(69)纳米粉体,并作为表面改性材料用于提高氧分离膜的透氧性能。通过TG-DSC和高温XRD(HT-XRD)对前驱体的热分解行为及物相变化进行研究。采用浸渍法在BaCo_(0.7)Fe_(0.2)Nb_(0.1)O_(3-d)(BCFN)的空气侧涂... 详细信息

通过水热法合成Bi_(26)Mo_(10)O_(69)纳米粉体,并作为表面改性材料用于提高氧分离膜的透氧性能。通过TG-DSC和高温XRD(HT-XRD)对前驱体的热分解行为及物相变化进行研究。采用浸渍法在BaCo_(0.7)Fe_(0.2)Nb_(0.1)O_(3-d)(BCFN)的空气侧涂覆Bi_(26)Mo_(10)O_(69)多孔涂层。在焦炉煤气(COG)的部分氧化重整实验中,涂覆Bi_(26)Mo_(10)O_(69)多孔涂层的BCFN膜的透氧量和CH_4转化率均高于无涂层的BCFN膜。当BCFN透氧膜厚度为1mm,COG流量和空气流量分别为120 m L/min和100 m L/min时,875°C透氧速率达到16.48 m L/(min·cm^2),比无涂层的BCFN膜高16.96%。因此,空气侧Bi_(26)Mo_(10)O_(69)多孔涂层有望作为改性涂层提高BCFN膜的透氧性能。

关键词： Bi26Mo10O69 多孔涂层 BaCo0.7Fe0.2Nb0.1O3-d(BCFN) 透氧速率

合金元素与电解液对钛合金微弧氧化多孔涂层结构与成分的影响

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合金元素与电解液对钛合金微弧氧化多孔涂层结构与成分的影响

作者：王聪大连理工大学

学位级别：硕士

微弧氧化(MAO)过程中合金元素及其氧化物与电解质的交互作用对涂层的结构和成分起着决定性作用。通过调节电解液种类或浓度可以对MAO涂层结构及成分进行调控。目前,由于MAO过程电解质与合金元素及氧化物交互作用机理不够明确,涂层的定... 详细信息

微弧氧化(MAO)过程中合金元素及其氧化物与电解质的交互作用对涂层的结构和成分起着决定性作用。通过调节电解液种类或浓度可以对MAO涂层结构及成分进行调控。目前,由于MAO过程电解质与合金元素及氧化物交互作用机理不够明确,涂层的定量调控较为困难,更倾向于定性调控涂层。本文选取不同含Al量的Ti-Al二元合金,在0.1M NaBO电解液中改变KOH浓度进行微弧氧化,考察合金成分和电解液成分对二元合金微弧氧化表面涂层的结构及成分的影响。在上述二元合金的基础上,选取目前骨科领域应用较为广泛的三元Ti6Al7Nb合金,对其在四硼酸钠加氢氧化钾混合电解液中进行微弧氧化,研究其涂层结构及Al元素含量,以及涂层的生物相容性。结果表明,随着Ti-x Al二元合金基体Al含量增加,涂层中Al含量、孔洞尺寸、不同孔之间孔壁宽度以及涂层厚度逐渐增加。MAO过程稳态电压V的增长率与涂层厚度增长率呈正相关。与此同时,随着混合电解液中KOH浓度提高,涂层表面Al元素含量、氧化物堆积逐渐降低,并且涂层厚度与V呈现先增加后降低的趋势。根据以上结果,建立了合金元素与电解质交互作用机理模型,便于分析在微弧氧化过程中形成的熔融态金属氧化物与电解质的交互过程。基于以上交互机制,对Ti6Al7Nb合金在混合电解液进行微弧氧化,通过调节电解液浓度,制备出具有连通性的孔洞式结构的微弧氧化涂层,并且将涂层中Al元素含量降至0.07%,通过涂层形成机制图描述涂层的形成过程。最后通过体外生物性能测试表明,与高Al含量沟槽状涂层相比,具有连通性微纳米分级结构且低Al含量的MAO涂层具有更好的亲水性,细胞在其表面的铺展性能、细胞增殖、分化能力更好。与此同时,低Al含量Ti6Al7Nb涂层与低Al含量Ti6Al4V涂层的体外生物性能测试结果表明,Ti6Al7Nb涂层的细胞增殖和分化性能更加显著。

关键词：钛合金微弧氧化多孔涂层涂层成分涂层结构交互机理

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医用钛合金微弧氧化多孔涂层结构及成分调控

医用钛合金微弧氧化多孔涂层结构及成分调控

作者：关世伟大连理工大学

学位级别：硕士

钛及钛合金是临床广泛应用的骨种植体材料,微弧氧化（MAO）技术能够在其表面原位生长出多孔生物活性涂层,并且可以通过合金元素与电解液的交互作用调控涂层结构及成分。然而,涂层结构及成分的定向功能化设计仍面临巨大挑战,其关键在于... 详细信息

钛及钛合金是临床广泛应用的骨种植体材料,微弧氧化（MAO）技术能够在其表面原位生长出多孔生物活性涂层,并且可以通过合金元素与电解液的交互作用调控涂层结构及成分。然而,涂层结构及成分的定向功能化设计仍面临巨大挑战,其关键在于合金元素与电解液的交互作用机理并不清晰。本文设计了不同Al含量的Ti-x Al二元合金,深入探究了微弧氧化过程中Al元素对涂层结构的影响规律。同时,选用临床上广泛应用的Ti6Al4V三元合金,研究了电解液成分对Ti6Al4V微弧氧化过程中涂层结构及成分的影响。探究了合金元素与电解液成分的交互作用机理,并评价了其生物相容性。研究发现,在Ti-xAl二元合金中,随着Al含量的增加,放电通道周围溅射氧化物含量逐渐增加,表面的孔型从纯Ti的类“脑回形”结构逐渐演化为Ti-20Al的类“火山口”结构。同时,随着Al含量的增加,涂层击穿电压和稳定电压线性增长,等离子体放电击穿变得困难。基于以上分析,本文建立了氧化物溶解机理模型,揭示了Al元素对涂层结构特性的影响机理。基于溶解机理模型,本文在Ti6Al4V表面制备了高联通微纳米分级结构涂层。实验结果表明,涂层中Al、V两个有害元素的含量大幅降低（Al、V含量分别降低至0.06 at.%和0.3 at.%）,与Ti6Al4V基体相比,涂层中Al/Ti和V/Ti分别降低了98.3%和73.8%。在此基础上,分析了涂层中Al、V元素的“逃逸”机理,证明了硼酸盐配合强碱的混合电解液对熔融态氧化物的协同溶解作用是大幅降低涂层中Al、V含量的主要因素。体外生物学评价表明,本文所制备的低Al、V含量高联通微纳米分级结构涂层的成骨细胞粘附和铺展性能较好,细胞增殖、分化和钙化能力显著增强。

关键词：钛合金微弧氧化多孔涂层成分调控交互机理

多孔涂层技术在增强RPV外壁面CHF的应用研究

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多孔涂层技术在增强RPV外壁面CHF的应用研究

多孔涂层钽金属棒系统治疗成人股骨头缺血性坏死

第十六届全国反应堆热工流体学术会议暨中核核反应堆热工水...

作者：田道贵陈炼张蕾江斌雒晓涛常华健国核华清(北京)核电技术研发中心有限公司西安交通大学清华大学

反应堆压力容器外部冷却ERVC(External Reactor Vessel Cooling)是实现熔融物堆内滞留(In-Vessel Retention,IVR)的重要方案之一,而压力容器外壁面的临界热流密度(CHF)决定了ERVC冷却能力限值。CHF值越大,压力容器的安全裕量就越大,IVR-... 详细信息

反应堆压力容器外部冷却ERVC(External Reactor Vessel Cooling)是实现熔融物堆内滞留(In-Vessel Retention,IVR)的重要方案之一,而压力容器外壁面的临界热流密度(CHF)决定了ERVC冷却能力限值。CHF值越大,压力容器的安全裕量就越大,IVR-ERVC措施的可行性就越高。随着反应堆功率的增大,为进一步提高IVR有效性,需要开展CHF增强措施研究。近年来,在加热表面制备多孔涂层以强化换热并提供临界热流密度得到了越来越广泛的关注。采用冷喷涂技术在加热表面制备双层复合结构多孔涂层,底层为高致密度的抗氧化打底层,其在200-350℃温度范围内的大气条件下具有优异的抗氧化性能;顶层为具有贯穿孔隙结构的多孔金属层。涂层的多孔结构可显著增加压力容器表面与冷却水的接触面积,相互贯通的孔隙有利于产生的水蒸汽的逃逸,避免汽膜对冷却水与压力容器表面传热的阻碍,从而强化压力容器下封头外壁面的沸腾换热并提高CHF。

关键词：严重事故 IVR-ERVC 临界热流密度多孔涂层冷喷涂

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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中国组织工程研究 2012年第38期16卷 7053-7056页

作者：张海宁吕成昱王英振续宗耀周峰青岛大学医学院附属医院关节外科山东省青岛市266003

背景:多孔涂层钽金属棒系统是专一应用于股骨头缺血性坏死的新型内植物系统,其良好的生物力学特性可为塌陷前股骨头提供必要的软骨下骨支撑,同时具有较好的生物相容性,并可采用微创方式置入,有广阔的应用前景。目的:评价多孔涂层钽金属... 详细信息

背景:多孔涂层钽金属棒系统是专一应用于股骨头缺血性坏死的新型内植物系统,其良好的生物力学特性可为塌陷前股骨头提供必要的软骨下骨支撑,同时具有较好的生物相容性,并可采用微创方式置入,有广阔的应用前景。目的:评价多孔涂层钽金属棒系统治疗成人股骨头缺血性坏死的效果和应用价值。方法:自2008-05/2010-06对22例成人股骨头缺血性坏死患者施行多孔涂层钽金属棒系统固定治疗。其中男17例,女5例,平均年龄39.5岁。病变分期中FicatⅠ期3例,FicatⅡ期19例。单侧17例,双侧5例。置入前髋关节症状以疼痛和跛行为主,Harris评分平均52.5分。结果与结论:置入后随访2-25个月。患者切口均一期愈合,无感染、内植物松动等并发症发生。在随访期间内X射线检查未发现明显股骨头塌陷及囊变区扩大等病变进展迹象,患者疼痛、跛行等症状缓解明显。终末随访时Harris评分为85.5分,与置入前相比差异有显著性意义。主观满意度:优17例,良3例,中2例,总体优良率91%。结果可见多孔涂层钽金属棒系统置入治疗FicatⅠ、Ⅱ期成人股骨头缺血性坏死可取得良好的早、中期效果。

关键词：股骨头缺血坏死钽多孔涂层内固定医学植入体