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采用高压固溶制备具有均匀腐蚀行为的高强度抗菌Zn-4Ag-Mn合金

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2024年第7期34卷 2231-2244页

作者：牛堃宁张德闯齐福刚林建国戴翌龙湘潭大学材料科学与工程学院湘潭411105 湘潭大学低维材料及应用技术教育部重点实验室湘潭411105

采用高压固溶(HPS)法制备Zn-4Ag-Mn合金,获得高强度、可均匀降解、抗菌的植入材料。显微组织表征表明,HPS处理使Zn-4Ag-Mn合金晶粒比铸态(AC)合金的细化57.9%,其第二相平均尺寸减小到10.2μm。压缩、维氏硬度和磨损摩擦试验表明,HPS合... 详细信息

采用高压固溶(HPS)法制备Zn-4Ag-Mn合金,获得高强度、可均匀降解、抗菌的植入材料。显微组织表征表明,HPS处理使Zn-4Ag-Mn合金晶粒比铸态(AC)合金的细化57.9%,其第二相平均尺寸减小到10.2μm。压缩、维氏硬度和磨损摩擦试验表明,HPS合金具有较高的力学性能,抗压屈服强度为333.5MPa,维氏硬度为Hv 89.5。电化学腐蚀和浸泡腐蚀试验表明,HPS处理优化合金的耐蚀性,使其腐蚀均匀。此外。经抗菌实验测试,HPS处理的Zn-4Ag-Mn合金具有优异的抗菌性能,抗菌率为71.6%。这些结果表明,HPS处理的Zn-4Ag-Mn是一种很有前途的生物可降解植入材料。

关键词： Zn-Ag-Mn合金高压固溶高强度均匀腐蚀抗菌性能

纳米PTFE对低密度聚乙烯空间电荷特性与直流介电性能的影响

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复合材料学报 2024年第5期41卷 2404-2416页

作者：韩冰郑昌佶杨佳明赵洪哈尔滨理工大学工程电介质及其应用技术教育部重点实验室哈尔滨150080

为研究驻极体材料纳米聚四氟乙烯(PTFE)对低密度聚乙烯(LDPE)空间电荷特性及直流介电性能的影响,选用纳米PTFE粉末与LDPE共混,制备得到不同填料质量分数(0.1wt%、0.3wt%、0.5wt%)的纳米PTFE/LDPE复合材料。SEM图像表明,粒径为20 nm左右... 详细信息

为研究驻极体材料纳米聚四氟乙烯(PTFE)对低密度聚乙烯(LDPE)空间电荷特性及直流介电性能的影响,选用纳米PTFE粉末与LDPE共混,制备得到不同填料质量分数(0.1wt%、0.3wt%、0.5wt%)的纳米PTFE/LDPE复合材料。SEM图像表明,粒径为20 nm左右的PTFE粒子在LDPE基体中分散性良好,结晶尺寸减小。FTIR表明,掺杂纳米PTFE粒子不会改变LDPE原有的化学结构。DSC结果表明,纳米PTFE粒子作为异相成核剂促进了材料的异相成核,提高了复合材料的结晶度。利用电声脉冲法(PEA)测试了室温下纳米复合材料的空间电荷分布,并测试了纳米复合材料的电导电流特性及直流击穿特性,结果表明,较低掺杂含量的纳米复合材料能明显抑制材料内部的空间电荷积聚,并且提高了复合材料空间电荷注入的阈值场强和材料的耐电强度。热刺激电流(TSC)结果表明掺杂含量较少时,纳米复合材料的陷阱能级最深,并随着掺杂含量的增加,纳米复合材料的陷阱能级逐渐变浅,浅陷阱密度逐渐增大。最后利用Materials Studio软件仿真分析F原子对LDPE陷阱能级的影响,表明F原子较强的电负性是影响纳米PTFE/LDPE复合材料陷阱能级的重要因素。

关键词： PTFE 纳米复合材料 LDPE 空间电荷电导电流直流击穿

钛表面PAMAM-PQQ功能层构建及对心内壁细胞生物学行为的影响

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复合材料学报 2024年第2期41卷 1011-1020页

作者：王义隆黄金全袁娅婷宋思齐陈俊英西南交通大学材料先进技术教育部重点实验室成都610031

植/介入手术是心血管疾病最主要的治疗手段。器械植入时与血液直接接触及对植入部位造成损伤,从而引起血栓和炎症等并发症。对材料进行表面改性是提高材料生物相容性的主要方法之一。本文通过在碱活化Ti表面固定树状大分子聚酰胺胺(Poly... 详细信息

植/介入手术是心血管疾病最主要的治疗手段。器械植入时与血液直接接触及对植入部位造成损伤,从而引起血栓和炎症等并发症。对材料进行表面改性是提高材料生物相容性的主要方法之一。本文通过在碱活化Ti表面固定树状大分子聚酰胺胺(Polyamido amine,PAMAM),利用PAMAM的氨基基团接枝抗炎、抗氧化分子吡咯喹啉醌(Pyrroloquinoline quinone,PQQ),构建了PAMAM-PQQ功能层,并探究了不同浓度PQQ对材料表面生物相容性的影响。FTIR、XPS和氨基定量证明了PQQ成功接枝到材料表面。SEM、水接触角检测证明了材料表面具有多孔网状结构和高度亲水性。血液实验显示功能层降低了血小板的粘附数量和激活程度,表现出较好的抗凝血能力,其中PQQ浓度为300 nmol/mL时效果最优。细胞静态培养结果显示功能层均提高了内皮细胞和心肌细胞的活性及促进两种细胞的增殖与迁移。氧化损伤实验显示功能层能降低H_(2)O_(2)对内皮细胞和心肌细胞损伤,当PQQ浓度为300 nmol/mL时对两种细胞保护效果最佳。综上所述,在钛表面成功构建了PAMAM-PQQ功能层,该功能层具有良好的血液相容性、细胞相容性及抗氧化损伤能力,有望用于心内植入器械表面改性的研发及应用。

关键词：表面改性吡咯喹啉醌抗凝血细胞相容性抗氧化

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无定形硫属单质分子结构的研究进展

高等学校化学学报 2024年第6期45卷 1-14页

作者：时五一鲍雨崔树勋西南交通大学化学学院材料先进技术教育部重点实验室成都610031

硫属单质(硫、硒、碲)是自然界中一类十分重要的物质,在光电材料、电池及半导体等领域有着广泛的应用.硫属单质均具有晶态和无定形态两种结构形态,其中晶态硫属单质的分子结构已经得到了深入的研究,但无定形硫属单质的分子结构研究还处... 详细信息

硫属单质(硫、硒、碲)是自然界中一类十分重要的物质,在光电材料、电池及半导体等领域有着广泛的应用.硫属单质均具有晶态和无定形态两种结构形态,其中晶态硫属单质的分子结构已经得到了深入的研究,但无定形硫属单质的分子结构研究还处于初级阶段.为了更好地发掘无定形硫属单质的应用潜力,对其结构与性质进行深入研究十分必要.本文概述了无定形硫属单质分子结构研究方面的最新进展,并展望了未来可能的研究方向.这些工作将有助于更全面地了解无定形硫属单质的性质,并推动其在不同领域中的应用.

关键词：硫属单质无定形态硫硒碲

极性分子的结构异同性对接枝改性交联聚乙烯材料直流电性能的影响

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电工技术学报 2024年第1期39卷 34-44页

作者：王凯赵新东郑海峰杨旭邵满志赵洪王暄工程电介质及其应用技术教育部重点实验室(哈尔滨理工大学) 哈尔滨150080 哈尔滨哈普电气技术有限责任公司哈尔滨150040

为改善高压直流电缆运行过程中绝缘层材料的电导率对温度与电场强度敏感性所导致的电场反转问题,以及直流高压长时间作用下的空间电荷积聚现象,该文采用极性基团接枝改性的方式提升交联聚乙烯(XLPE)材料的直流电性能。由于接枝单体一般... 详细信息

为改善高压直流电缆运行过程中绝缘层材料的电导率对温度与电场强度敏感性所导致的电场反转问题,以及直流高压长时间作用下的空间电荷积聚现象,该文采用极性基团接枝改性的方式提升交联聚乙烯(XLPE)材料的直流电性能。由于接枝单体一般为沸点较低的极性小分子化合物,为避免材料在接枝过程中单体的气化损失,首先通过平行双螺杆挤出机配合低温高压计量泵装置实现熔融接枝反应。将丙烯酸酯类小分子化合物(丙烯酸甲酯(MA)、丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA))分别预先接枝到低密度聚乙烯(LDPE)大分子链上制备接枝材料,通过红外光谱测试分析得出接枝单体皆成功接枝到LDPE大分子链上,熔融指数与凝胶含量测定表明材料的流变性能并未发生显著改变,X射线衍射测试与扫描电子显微镜观测发现接枝改性材料的结晶特性保持与基础树脂相似。进一步对三种接枝母料按一定比例稀释并完成交联过程,通过变温直流电导测试发现三种接枝改性材料的电导率-温度敏感性均出现不同程度的下降,综合高温空间电荷测试可以得出,接枝MA的XLPE材料电导率-温度敏感性下降幅度最大、空间电荷分布特性优异;结合第一性原理仿真计算可以进一步得到,三种接枝单体改性XLPE模型的陷阱能级较为一致,其直流电性能的改善效果与接枝单体的静电势分布存在显著关联。

关键词：交联聚乙烯接枝改性丙烯酸酯电导率-温度敏感性静电势分布

六方氮化硼增强环氧树脂基复合材料的研究进展

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涂料工业 2024年第2期54卷 80-88页

作者：陈鑫张钒周宏笛周遨唐俊齐福刚张彪湘潭大学材料科学与工程学院湖南湘潭411105 湘潭大学低维材料及其应用技术教育部重点实验室湖南湘潭411105

环氧树脂作为一种综合性能优异的热固性树脂在众多领域得到广泛应用,但是其固化后脆性大且断裂韧性比较低,六方氮化硼(h-BN)作为一种纳米填料与环氧树脂结合可以显著提高环氧树脂的各项综合性能,同时可以极大增强环氧树脂在实际应用中... 详细信息

环氧树脂作为一种综合性能优异的热固性树脂在众多领域得到广泛应用,但是其固化后脆性大且断裂韧性比较低,六方氮化硼(h-BN)作为一种纳米填料与环氧树脂结合可以显著提高环氧树脂的各项综合性能,同时可以极大增强环氧树脂在实际应用中的潜力。文中首先系统介绍了h-BN的结构与性能特点,以及常用的制备、改性与分散方法。其次,着重阐述了h-BN作为纳米填料添加到环氧树脂中形成复合材料,其对于环氧树脂复合材料的热学、电学、机械以及防腐性能的影响,同时也对h-BN增强环氧树脂各种性能的研究进展进行了阐述。最后展望了h-BN/环氧树脂复合材料的发展与应用前景。

关键词：六方氮化硼环氧树脂复合材料纳米填料

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磁声耦合:物理、材料与器件

物理学报 2024年第5期73卷 1-23页

作者：陈崇马铭远潘峰宋成清华大学材料学院先进材料教育部重点实验室北京100084

固体中的声波有两种传播方式:一种是声体波,以纵波或横波的形式在固体内部传播;另一种是声表面波,在固体表面产生并沿着表面传播.声波射频技术利用这些声波来截取和处理信号,尤其体现在快速发展的射频滤波器技术中.声学滤波器因其体积... 详细信息

固体中的声波有两种传播方式:一种是声体波,以纵波或横波的形式在固体内部传播;另一种是声表面波,在固体表面产生并沿着表面传播.声波射频技术利用这些声波来截取和处理信号,尤其体现在快速发展的射频滤波器技术中.声学滤波器因其体积小、成本低和性能稳定等多方面的优势,在移动通信等领域得到了广泛应用.受益于成熟的制造工艺和确定的共振频率,声波已逐渐成为操控磁性和自旋的有力手段,这一领域正朝着小型化、超快和节能的自旋电子学器件应用迈进.将磁性材料集成到声学射频器件,也开辟了对声学器件调控方法和性能提升的新思路.本综述首先梳理了各种磁声耦合的物理机制,并在此基础上系统介绍了声控磁化动力学、磁化翻转、磁畴和磁性斯格明子产生及运动、自旋流产生等一系列磁性和自旋现象.同时也讨论了声控磁的逆过程——磁控声波的研究进展,包括声波参数的磁调控和声波的非互易传播,以及基于此开发的新型磁声器件,如磁传感器、磁电天线、可调谐滤波器等.最后展望了磁声耦合未来可能的研究方向和潜在的应用前景.

关键词：磁弹耦合声控磁性磁控声波磁声器件

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具有多MO喷嘴垂直MOCVD反应腔外延层厚度均匀性的优化理论及应用

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物理学报 2024年第4期73卷 245-255页

作者：李建军崔屿峥付聪乐秦晓伟李雨畅邓军北京工业大学光电子技术教育部重点实验室北京100124

金属有机物化学气相淀积(metal organic chemical vapor deposition,MOCVD)作为异质结半导体材料外延的关键手段,其外延层厚度均匀性会直接影响产品的良率.本文将理论与实验相结合,针对3个MO源喷嘴的垂直反应腔MOCVD,将各MO源喷嘴等效... 详细信息

金属有机物化学气相淀积(metal organic chemical vapor deposition,MOCVD)作为异质结半导体材料外延的关键手段,其外延层厚度均匀性会直接影响产品的良率.本文将理论与实验相结合,针对3个MO源喷嘴的垂直反应腔MOCVD,将各MO源喷嘴等效为蒸发面源,并引入一等效高度来涵盖MOCVD的相关外延参数,建立外延层厚度与各MO源喷嘴流量间的定量关系,设计并利用EMCORE D125 MOCVD系统外延生长了AlGaAs谐振腔结构,根据实验测得的外延层厚度分布结果,利用最小二乘法对模型参数进行了拟合提取,基于提取的模型参数,给出了优化外延层厚度均匀性的方法.4 in(1 in=2.54 cm)外延片mapping反射谱的统计结果为,腔模的平均波长为651.89 nm,标准偏差为1.03 nm,厚度均匀性达到0.16%.同时外延生长了GaInP量子阱结构,4 in外延片mapping荧光光谱的统计结果为,峰值波长平均值为653.3 nm,标准偏差仅为0.46 nm,厚度均匀性达到0.07%.本文提出的调整外延层厚度均匀性的方法具有简单、有效、快捷的特点,且可以进一步推广至具有4个MO喷嘴以上的垂直反应腔MOCVD系统.

关键词：外延生长最小二乘拟合薄膜均匀性金属有机物化学气相沉积

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高温声学检测技术的发展、应用与挑战

振动．测试与诊断 2024年第1期44卷 1-10,193页

作者：卢超郭伟石文泽陈振华胡博陈巍巍李秋锋陈尧刘远郭双林朱颖张萍南昌航空大学无损检测技术教育部重点实验室南昌330063

以我国航空航天、钢铁冶金、特种设备等领域的高温声学无损检测技术研究与应用为主线,分析了高温声学检测技术在促进先进高温材料制备与研发、钢铁冶金行业绿色低碳生产和产业升级、高温压力管道安全运行与维护等方面的巨大需求。介绍... 详细信息

以我国航空航天、钢铁冶金、特种设备等领域的高温声学无损检测技术研究与应用为主线,分析了高温声学检测技术在促进先进高温材料制备与研发、钢铁冶金行业绿色低碳生产和产业升级、高温压力管道安全运行与维护等方面的巨大需求。介绍了国内外在高温声学检测的技术方法和仪器研制等方面取得的进展,分析了压电超声、电磁超声、激光超声、激光电磁超声等技术在高温无损检测应用方面存在的优缺点和应用场景,总结了高温声学检测技术面临的机遇与挑战。

关键词：声学检测高温无损检测压电超声电磁超声激光超声