江苏省高校自然科学研究项目(11KJA430004)
- 作品数：21 被引量：31H指数：4
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- 纳米晶Ti表面磁控溅射SiC薄膜在高载荷下的摩擦磨损性能
- 2012年
- 采用室温磁控溅射技术在纳米晶体钛(剧烈塑性变形制备)表面制备出碳化硅(SiC)薄膜,研究了SiC薄膜在高载荷下的摩擦磨损性能。结果表明:在1000g载荷(Hertzian接触应力约为1170MPa)、室温、Kokubo人体模拟体液条件下,与氮化硅(Si3N4)球(半径为2mm)对摩时,SiC薄膜具有良好的耐摩擦磨损性能,其摩擦系数约为0.184,磨损速率为4.18×10-6mm3·m-1N-1,磨损表面未出现薄膜剥落现象。本SiC薄膜在高载荷下所表现出的良好耐摩擦磨损性能是由于其膜-基之间具有好的弹性模量匹配、薄膜自身具有高的塑性、薄膜与基材的硬度都较低(有助于降低摩擦磨损时的实际接触应力),薄膜自身具有较高的硬度与弹性模量的比值。
- 盛新兰许晓静张体峰刘敏
- 关键词：磁控溅射
- 超细晶TiNi合金电化学抛光表面的生物相容性被引量：6
- 2013年
- 采用电化学抛光工艺对常规TiNi合金和超细晶TiNi合金的表面进行改性,分析经电化学抛光后其表面形貌、耐腐蚀性能、微动摩擦磨损性能和生物活性。结果表明:与常规TiNi合金电化学抛光表面相比,超细晶TiNi合金电化学抛光表面具有更多的小尺寸(纳米尺度)蚀坑、更优的抗模拟体液电化学腐蚀性能(后者的腐蚀速率是前者的1/5)、更小的摩擦因数、更好的耐磨性以及更高的生物活性(后者在模拟体液中Ca P层的生长速率是前者的2.8倍)。分析认为,以上性能变化是TiNi合金组织超细化使其晶体缺陷增多所致。
- 许晓静张体峰凌智勇盛新兰刘敏牛小丫朱利华
- 关键词：电化学抛光表面形貌耐腐蚀性能
- 粉末冶金制备TNZS基生物材料的组成、结构和性能被引量：1
- 2017年
- 采用高能球磨48 h制备Ti-24Nb-4Zr-7.9Sn(TNZS)、5%TiO_2/TNZS及5%HA/TNZS混合粉末(质量分数,下同)并进行冷压烧结,研究了3种混合粉末的形貌、物相及冷压烧结后3种TNZS基生物材料的组织、成分、相组成、孔隙特征及弹性模量。高能球磨48 h的3种混合粉末都发生机械合金化;烧结后TNZS相组成为α-Ti和β-Ti,5%TiO_2/TNZS相组成为α-Ti、β-Ti、金红石TiO_2和锐钛矿TiO_2,5%HA/TNZS相组成除α-Ti、β-Ti、HA外,还有Ti_2O、Ca TiO_3、CaO和TixPy新相生成;三者孔隙率分别为2.466%、5.030%和13.027%;三者弹性模量分别为64.00、103.93和119.43 GPa。
- 朱利华吴刘军许晓静陈婷卓
- 关键词：高能球磨组织形貌弹性模量
- 粉末冶金制备TNZS基生物材料的体外组织相容性被引量：1
- 2017年
- 采用高能球磨与冷压烧结相结合的粉末冶金法制备了TNZS、5%TiO_2/TNZS及5%HA/TNZS(质量分数,下同)生物材料,并研究了TiO_2和HA的添加对TNZS体外组织相容性的影响。结束表明:3种TNZS基生物材料均无细胞毒性;5%TiO_2/TNZS和5%HA/TNZS表面在1,3,5和7 d的细胞相对增殖抑制率CPIR值大幅低于TNZS组,TiO_2和HA的添加显著提高了TNZS材料表面的细胞增殖速度,增强了其细胞增殖能力,更有助于诱导成骨细胞的体外增殖;3种TNZS基材料表面贴附的成骨细胞伪足伸展状态良好,而5%TiO_2/TNZS表面贴附的成骨细胞分布更加均匀。
- 朱利华吴刘军许晓静陈婷卓
- 关键词：粉末冶金
- 球磨冷压烧结制备TNZS基生物材料的摩擦学性能
- 2017年
- 采用机械高能球磨、常规模压和真空无压烧结相结合的粉末冶金法制备TNZS、TiO_2/TNZS及HA/TNZS 3种钛基生物医用材料,对比研究3种材料的显微硬度及在不同摩擦条件下的摩擦磨损行为。结果表明:TiO_2/TNZS的显微硬度值最高,TNZS、TiO_2/TNZS及HA/TNZS三者的显微硬度值(HV)分别为5254.3、5512.3和4792.7 MPa;在干摩擦条件下,HA/TNZS具有最好的耐磨损性,三者的摩擦系数分别为0.4323、0.5643和0.4338,平均磨痕宽度分别为0.33、0.26和0.18 mm,磨损机理都以磨粒磨损为主,氧化磨损、粘着磨损为辅;三者在人工体液摩擦条件下的摩擦磨损行为都优于干摩擦下的摩擦磨损行为,HA/TNZS的耐磨性优于其它两者,三者的平均摩擦系数分别为0.3309、0.4301和0.3840,平均磨痕宽度分别为0.27、0.19和0.17 mm,磨损机理都以磨粒磨损为主,伴有轻微氧化磨损和粘着磨损。
- 吴刘军许晓静陈婷卓朱利华
- 关键词：显微硬度干摩擦
- TiNi表面磁控溅射DLC薄膜的纳米压痕与摩擦性能被引量：3
- 2012年
- 采用室温磁控溅射技术在TiNi合金表面制备出DLC/SiC(类金刚石/碳化硅)双层薄膜(SiC为中间层),采用拉曼光谱仪、纳米压痕仪和球-盘式摩擦磨损仪研究DLC薄膜的结构、纳米压痕和摩擦性能。结果表明:制备的DLC/SiC薄膜石墨含量高、纳米硬度(5.493 GPa)低、弹性模量(62.244 7 GPa)低。在以氮化硅球(半径为2 mm)为对摩件,4.9 N载荷、室温、Kokubo人体模拟体液润滑下,该DLC/SiC薄膜具有低且稳定的摩擦因数,其平均值约为0.094。
- 刘敏许晓静张体峰凌智勇盛新兰陈丹
- 关键词：DLC薄膜纳米压痕磁控溅射
- TA4微弧氧化陶瓷膜层的结构与性能研究被引量：3
- 2014年
- 利用微弧氧化法在纯钛TA4表面制备以Ti O2为主体富含钙磷的多孔陶瓷膜层。采用扫描电镜、X射线能谱仪、X射线衍射仪、拉曼光谱仪、接触角测量仪及电化学工作站观测与分析陶瓷膜层的微观形貌、元素成分及相组成,探讨微弧氧化对其润湿性及耐蚀性能的影响。结果表明,TA4微弧氧化陶瓷膜层表面粗糙多孔,为锐钛矿相与金红石相Ti O2的混晶结构,金红石相的质量分数约为74.39%。TA4经微弧氧化改性后,表面粗糙度增加了1个数量级,接触角明显下降,表面能提高了87.05%,极性力分量增加了166.07%,体现出更好的润湿性能;自腐蚀电位正移0.53 V,腐蚀电流密度与腐蚀速率均减少了3个数量级,表现出更优的耐腐蚀性能。
- 徐琳丁建宁李伯全许晓静牛小丫
- 关键词：微弧氧化拉曼光谱润湿性耐蚀性表面形貌
- 不同阳极氧化时间下常规和超细晶TiNi合金的生物活性
- 2012年
- 研究了不同阳极氧化处理时间下常规TiNi和超细晶TiNi合金表面形貌及其浸泡在体外模拟体液(SBF)下21天后的生物活性。结果表明:与常规TiNi合金相比,超细晶TiNi合金含有数量略多的微米尺度沟壑,生物活性亦较高。氧化时间从3min增加到9min时,合金的氧化程度增加,常规TiNi合金的生物活性(模拟体液中Ca-P层的生长速率)显著增加,而超细晶TiNi合金的生物活性仅轻微增加;Ca/P比都出现明显下降,常规TiNi合金的Ca/P比从1.68降低到1.44,超细晶TiNi合金从1.62下降到1.43。这表明TiNi合金组织超细化增加了其生物活性,适当延长氧化时间有助于进一步提高合金的生物活性。
- 许晓静朱利华张体峰凌智勇盛新兰刘敏牛小丫
- 关键词：阳极氧化表面形貌生物活性
- TA2表面微弧氧化-水热合成复合陶瓷膜层结构及其表面能分析被引量：2
- 2016年
- 采用微弧氧化-水热法在纯钛TA2表面制备了含有羟基磷灰石、金红石相Ti O2及锐钛矿相Ti O2的复合陶瓷膜层。观测与分析复合陶瓷膜层的微观形貌、元素成分、粗糙度及相组成,探讨水热时间对其结构及表面能的影响。结果表明,水热处理后膜层表面结晶形核出大量光滑且较规则的条柱状及针状HA颗粒,不同水热时间的膜层表面基本组成元素均为Ti、O、Ca、P。随着水热时间的延长,膜层表面HA晶粒增多,体积增大,表面粗糙度呈现先下降后上升的趋势。膜层表面与水的接触角在116.0o^140.2o之间,均大于纯钛TA2基材与水的接触角77.3o,疏水性能增强;膜层表面能为150.7~282.9 m J·m^(-2),较纯钛TA2基材的27.5m J·m^(-2)提高了4倍以上。粗糙度的改变是导致膜层表面能提高的主要因素。
- 徐琳丁建宁许晓静李伯全牛小丫
- 关键词：纯钛微弧氧化水热合成表面能
- 超细晶TiNi表面磁控溅射CNx薄膜的纳米压痕与摩擦性能被引量：4
- 2013年
- 采用室温磁控溅射技术在超细晶TiNi合金表面制备出CNx/SiC(氮化碳/碳化硅)双层薄膜,SiC为中间层。研究了CNx薄膜的组织结构、纳米压痕和摩擦性能。结果表明:CNx薄膜存在微孔缺陷(基体中夹杂物脱落等原因引起)、石墨含量高、纳米硬度(5.23GPa)低、弹性模量(33.29GPa)低,但具有高的硬度与弹性模量比值(0.157)。在200g载荷、氮化硅球(半径为2mm)为对摩件、大气干摩擦条件下,CNx薄膜的摩擦系数约为0.173,磨损后薄膜未出现裂纹和剥落;在500g载荷、室温Kokubo人体模拟体液下,CNx薄膜的摩擦系数约为0.103,但磨损后薄膜出现剥落。剥落的发生可能是由于SBF溶液通过微孔缺陷进入并腐蚀薄膜-薄膜-基材界面所致。
- 许晓静刘敏张体峰凌智勇盛新兰陈丹
- 关键词：纳米压痕磁控溅射
