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B_(4)C_(p)/Al复合材料的界面调控及塑性变形行为研究进展
1
作者 彭昊恺 刘瑶 +1 位作者 马东林 冷永祥 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2023年第4期128-136,共9页
B^(10)具有优异的热中子屏蔽性能,B^(10)含量高、断裂韧性好、可进行塑性变形加工的B_(4)C_(p)/Al复合材料大尺寸薄板在乏燃料后处理方面有着广阔的应用前景。但是,随着B_(4)C颗粒含量的增多,B_(4)C与Al界面处脆性相增多,导致B_(4)C_(p)... B^(10)具有优异的热中子屏蔽性能,B^(10)含量高、断裂韧性好、可进行塑性变形加工的B_(4)C_(p)/Al复合材料大尺寸薄板在乏燃料后处理方面有着广阔的应用前景。但是,随着B_(4)C颗粒含量的增多,B_(4)C与Al界面处脆性相增多,导致B_(4)C_(p)/Al复合材料的韧性变差,塑性变形能力减弱,后续塑性加工成型性差。因此,制备热中子屏蔽性能好的高硼含量B_(4)C_(p)/Al板材的关键是在保证高B_(4)C颗粒含量的前提下,通过控制B_(4)C颗粒和Al基体界面反应产物,提高B_(4)C_(p)/Al复合材料的韧性和塑性变形能力。本文首先介绍了B_(4)C_(p)/Al复合材料的制备方法,重点对浸渗法进行了论述,并介绍了B_(4)C_(p)/Al复合材料的塑性变形机制,对热加工温度、应变速率和B_(4)C_(p)/Al复合材料界面结构对B_(4)C_(p)/Al的塑性变形能力和热轧性能的影响进行了综述。同时,介绍了国内外近年来通过控制浸渗温度、添加合金元素和陶瓷颗粒等方法,实现对B_(4)C_(p)/Al复合材料界面成分、结构调控的研究成果。最后,本文对采用浸渗和热轧加工制备用于乏燃料后处理的高硼含量B_(4)C_(p)/Al复合材料大尺寸薄板的研究进行了展望。 展开更多
关键词 铝基碳化硼 浸渗 塑性变形 热轧 界面 复合材料
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以过程为导向的探究性学习模式在有机化学教学中的实践应用 被引量：2
2
作者 王进 曾伟 +2 位作者 赵元聪 冷永祥 邱慧 《中国教育技术装备》 2019年第10期66-68,共3页
基于对西南交通大学生物医学工程专业学生在有机化学课程学习中的学情分析,在2016级和2017级有机化学理论教学和实验教学中引入以过程为导向的探究性学习模式。与采用传统教学模式的2015级学生的平均成绩及成绩分布进行对比分析,表明:采... 基于对西南交通大学生物医学工程专业学生在有机化学课程学习中的学情分析,在2016级和2017级有机化学理论教学和实验教学中引入以过程为导向的探究性学习模式。与采用传统教学模式的2015级学生的平均成绩及成绩分布进行对比分析,表明:采用POGIL模式的两个年级学生的理论成绩和实验成绩显著优于采用传统教学模式的2015级学生的对应成绩(P<0.05),提高了学生的学习兴趣,能够帮助学生更好地掌握和运用有机化学的理论知识,提高实践能力。 展开更多
关键词 探究性学习 过程导向 有机化学 生物医学工程
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NiTi合金(B2,B19’和R相)键合特征与弹性性质的第一性原理研究 被引量：1
3
作者 张然 谢东 +2 位作者 冷永祥 景凤娟 黄楠 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第S02期383-388,共6页
运用第一性原理方法计算NiTi合金三种相结构(B2、B19’和R相)的电荷密度、态密度、Mulliken布居、弹性常数,在此基础上探究NiTi合金的键合特征、弹性性质及其内在联系。计算结果表明NiTi合金主要成键类型是金属键,其次还包括共价键和离... 运用第一性原理方法计算NiTi合金三种相结构(B2、B19’和R相)的电荷密度、态密度、Mulliken布居、弹性常数,在此基础上探究NiTi合金的键合特征、弹性性质及其内在联系。计算结果表明NiTi合金主要成键类型是金属键,其次还包括共价键和离子键。离子键主要由Ti原子向Ni原子转移少量电荷形成,共价键主要由Ni-3d和Ti-3d的轨道杂化形成,此外B19’和R相中Ni-Ni原子间存在电子云重叠也具有共价键特征。弹性性质计算表明三种相结构的NiTi合金均为延性材料,并具有不同程度的弹性各向异性特征。延性强弱顺序依次为B2>R>B19’,弹性各向异性程度的强弱顺序为B19’>B2>R。材料的延脆性和弹性各向异性主要与合金中共价键、金属键的特征和强度有关。金属键具有无方向性特征,金属键越强材料的延性性能会越强;共价键具有方向性特征,共价键越强,同时金属键越弱,则材料的弹性各向异性的程度会越高。本研究揭示了NiTi合金在B2→R→B19’马氏体相变过程中键合特征和弹性性质的变化情况,对NiTi合金器械的设计和应用具有重要的参考意义。 展开更多
关键词 NITI合金 键合特征 弹性性能 第一性原理
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高功率脉冲磁控溅射制备纳米复合高熵碳化物(CuNiTiNbCr)C_(x)薄膜 被引量：3
4
作者 李延涛 经佩佩 +3 位作者 曾小康 刘茂 姜欣 冷永祥 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期217-227,共11页
高熵碳化物薄膜的脆性限制了其在高承载、长周期服役条件下的应用。精细设计的纳米复合结构可以在不损失薄膜强度前提下显著提高薄膜的韧性。采用高功率脉冲磁控溅射技术制备以非晶为基体连续相,以碳化物陶瓷相为分散相的非晶-晶体的高... 高熵碳化物薄膜的脆性限制了其在高承载、长周期服役条件下的应用。精细设计的纳米复合结构可以在不损失薄膜强度前提下显著提高薄膜的韧性。采用高功率脉冲磁控溅射技术制备以非晶为基体连续相,以碳化物陶瓷相为分散相的非晶-晶体的高熵碳化物(CuNiTiNbCr)C_(x)薄膜,研究不同C_(2)H_(2)气体流量(F_(C))对薄膜成分、结构、力学性能和摩擦学性能的影响。采用能谱仪、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、透射电子显微镜、X射线光电子能谱分析薄膜的成分、形貌、结构及各元素的化学状态,进一步采用纳米压痕以及球-盘式摩擦磨损试验机对薄膜的硬度、模量和摩擦磨损性能进行表征。结果表明,随着乙炔气体流量的增加,薄膜中碳含量逐渐增加,结构从非晶转变为非晶-晶体的纳米复合结构。纳米复合结构薄膜的硬度随着乙炔流量的增加逐渐增加,这是因为薄膜中生成大量碳化物陶瓷相,薄膜硬度最高为20 GPa。纳米复合薄膜呈现优异的摩擦学性能,在F_(C)=3 mL/min时,薄膜的摩擦性能达到最优,其磨损量为2.9×10^(-6)mm^(3)/Nm。综上,采用高功率脉冲磁控溅射技术可以精细调控薄膜结构,制备出强韧一体化、耐磨减摩的纳米复合结构(CuNiTiNbCr)C_(x)薄膜。 展开更多
关键词 高功率脉冲磁控溅射 (CuNiTiNbCr)C_(x)纳米复合薄膜 硬度与韧性 摩擦学性能
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等离子体表面改性用于提高人工关节、椎间盘耐磨耐蚀性的研究进展 被引量：4
5
作者 邓乔元 李延涛 +3 位作者 经佩佩 龚艳丽 黄楠 冷永祥 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期1-12,共12页
人工关节置换术和椎间盘置换术是目前治疗严重关节类疾病和椎间盘疾病的重要手段。人工关节和人工椎间盘在体内服役时,摩擦配副(关节头-关节臼、髓核-终板)需要往复运动数千万次,磨损产生的磨屑和腐蚀释放的有毒金属离子会导致关节假体... 人工关节置换术和椎间盘置换术是目前治疗严重关节类疾病和椎间盘疾病的重要手段。人工关节和人工椎间盘在体内服役时,摩擦配副(关节头-关节臼、髓核-终板)需要往复运动数千万次,磨损产生的磨屑和腐蚀释放的有毒金属离子会导致关节假体松动、椎间盘假体下沉等临床并发症的发生。为了提高关节假体和椎间盘假体的耐磨损性能和耐腐蚀性能,研究者们采用等离子体表面改性技术在假体表面制备生物相容性好的陶瓷薄膜,希望显著延长关节和椎间盘假体寿命。文中综述了等离子体表面改性技术在提高人工关节、人工椎间盘耐磨损、耐腐蚀性能中的应用及存在的问题,总结了人工关节表面薄膜失效的主要机制,最后结合人工关节和人工椎间盘体内服役的特点,提出制备具有"体内磨损自修复功能"的薄膜来达到显著增加薄膜耐腐蚀、耐磨损性能的目的,从而延长活动金属植入假体在患者体内的服役寿命。当具有"体内磨损自修复功能"的薄膜改性假体在体内服役时,初始阶段的摩擦磨损会释放金属离子,从而促进生理介质中蛋白质等有机成分在磨痕表面沉积,在摩擦界面形成一层蛋白生物膜,这层蛋白生物膜在剪切力和金属离子催化作用下转变成为"类石墨碳润滑膜",能够对磨痕进行修复和润滑,增加假体的耐磨损特性。 展开更多
关键词 人工关节 人工椎间盘 等离子体表面改性 金属离子 蛋白质
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高功率脉冲磁控溅射TiNb靶材等离子特性及其对薄膜性能影响
6
作者 陈畅子 李延涛 +3 位作者 曾小康 马东林 姜全新 冷永祥 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期254-263,共10页
为了研究高功率脉冲磁控溅射TiNb靶材等离子特性及其对薄膜结构性能的影响,采用高功率脉冲磁控溅射技术(HiPIMS),通过改变TiNb靶材的峰值溅射功率在Si(100)和316L基体上沉积TiNb薄膜,利用等离子发射光谱(OES)研究峰值功率对基片前离子... 为了研究高功率脉冲磁控溅射TiNb靶材等离子特性及其对薄膜结构性能的影响,采用高功率脉冲磁控溅射技术(HiPIMS),通过改变TiNb靶材的峰值溅射功率在Si(100)和316L基体上沉积TiNb薄膜,利用等离子发射光谱(OES)研究峰值功率对基片前离子原子比的影响,采用X射线衍射技术(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电镜(TEM)、纳米硬度计、球盘往复摩擦机以及电化学工作站等试验设备,研究Ti、Nb离子原子比对TiNb薄膜微观结构、力学性能及耐腐蚀性能的影响。结果表明,Ti和Nb离子原子比率随峰值功率增加而增加,在峰值功率为59.42 kW时Ti的离子原子比达到60%,Nb的离子原子比达到56.9%,离化原子比相对于峰值功率35.98 kW时增加1倍。不同峰值功率下制备的薄膜均出现BCC结构的β-TiNb(110),β-TiNb(200)和β-TiNb(211)衍射峰,薄膜以纳米晶存在,高的Ti、Nb离子原子比可以增加晶粒尺寸,降低TiNb薄膜残余压应力,引起薄膜的硬度、耐磨性以及耐腐蚀性能下降。低的峰值功率下可以得到力学性能及耐腐蚀性能更好的薄膜。 展开更多
关键词 高功率脉冲磁控溅射 TiNb薄膜 离子原子到达比 力学性能 耐腐蚀性能
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碱处理虫胶涂层的血液相容性和细胞活性研究 被引量：1
7
作者 任倩 覃利娜 +3 位作者 景凤娟 谢东 黄楠 冷永祥 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第9期9126-9133,共8页
采用氢氧化钠溶液对虫胶进行碱处理后,采用旋涂法制备了具有较好结合力和血液相容性的虫胶涂层。采用傅里叶红外吸收光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、水接触角仪(WCA)、多功能划痕仪等对涂层的表面结构、表面... 采用氢氧化钠溶液对虫胶进行碱处理后,采用旋涂法制备了具有较好结合力和血液相容性的虫胶涂层。采用傅里叶红外吸收光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、水接触角仪(WCA)、多功能划痕仪等对涂层的表面结构、表面形貌和结合力等进行了分析,采用血小板粘附和溶血实验评价了涂层的血液相容性,采用CCK-8细胞计数盒研究了涂层的平滑肌细胞和内皮细胞的活性和增殖行为。研究结果显示,碱处理虫胶涂层与基体的结合力较好,不溶血,能够有效抑制血小板的粘附和激活,抑制平滑肌细胞的活性和增殖,并能一定程度地抑制内皮细胞的活性。碱处理过的虫胶涂层有望借鉴于心血管器械如静脉血栓过滤器的表面改性,以降低其取出时与组织粘连所产生的风险。 展开更多
关键词 虫胶涂层 碱处理 结合力 血小板 内皮细胞 平滑肌细胞
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TiO_2纳米晶薄膜的制备及其体外细胞毒性的实验研究 被引量：1
8
作者 俞菲 王海花 +3 位作者 陈炜 张锴 谢东 冷永祥 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第A02期181-184,共4页
分别采用高功率脉冲磁控溅射(HPPMS)技术和直流磁控溅射(DCMS)技术在单晶硅基片上制备出两种晶粒尺寸的TiO_2纳米晶薄膜;采用ISO10993-5:1999标准中的浸提液法对TiO_2薄膜的体外细胞毒性进行评价和研究。实验结果表明,在TiO_2纳米晶薄... 分别采用高功率脉冲磁控溅射(HPPMS)技术和直流磁控溅射(DCMS)技术在单晶硅基片上制备出两种晶粒尺寸的TiO_2纳米晶薄膜;采用ISO10993-5:1999标准中的浸提液法对TiO_2薄膜的体外细胞毒性进行评价和研究。实验结果表明,在TiO_2纳米晶薄膜浸提液中细胞生长相对增殖率(RGR)为93%~96%,细胞毒性评级为1级,TiO_2纳米晶薄膜作为生物医学材料满足临床应用的要求;对两种晶粒尺寸的薄膜进行体外细胞毒性的评级,结果无差异。 展开更多
关键词 TiO2纳米晶薄膜 晶粒尺寸 体外细胞毒性 磁控溅射
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