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钙镁橄榄石等离子涂层及其生物活性研究

欧俊 , 朱宏阳 , 陈显春 , 康云清 , 姚亚东 , 廖晓明 , 黄忠斌 , 尹光福

采用大气等离子喷涂技术,在Ti-6A1-4V基体上制备了钙镁橄榄石涂层,研究了热处理对涂层组织结构及结合强度的影响,并对此材料作了体外模拟液浸泡及细胞共培养试验.结果表明,热处理前涂层的结晶度较低,热处理(400～900℃)能有效降低涂层的孔隙率、提高涂层的结合强度.在700℃下热处理后,涂层具有最低的孔隙率,结晶度较高,组织比较均匀,膨胀系数与基体材料接近,因而具有最高的结合强度(达到37 MPa)和很好的稳定性.此涂层在模拟体液中浸泡7 d后表面明显有磷灰石出现.成骨细胞在材料表面的贴壁试验说明,细胞在材料表面生长旺盛,表明该涂层具有很好的生物相容性.

关键词: 钙镁橄榄石 , 等离子涂层 , 体外活性

引入CO2提高金刚石薄膜的沉积速率

冉均国 , 王灿丽 , 苟立 , 冉旭 , 苏葆辉 , 李德贵 , 廖晓明

稀有金属材料与工程

微波等离子体法合成的金刚石薄膜质量好,但常规小型微波等离子体沉积金刚石薄膜速率低,为此,本实验在H2-CH4系统中引入CO2来提高金刚石薄膜的沉积速率.研究了不同碳源体积分数、功率、压力对沉积速率、金刚石形貌、电阻率的影响.其规律是随着碳源体积分数的增加,金刚石膜的沉积速率增加;随着压力的增加,生长速率呈现一个先增后减的趋势;随着功率的增加,也存在一个先增后降的趋势.研究结果表明碳源体积分数对沉积速率影响最大.综合各种因素,得到在H2+CH4+CO2的条件下沉积金刚石薄膜的最佳工艺条件为:碳源体积分数为0.63%;C/O=1.086;功率为490 W;压力为5.33 kPa.引入CO2使沉积速率得到提高,为常规方法沉积速率的3倍左右,表明引入CO2.是一种提高沉积速率的有效方法.

关键词: 金刚石薄膜 , 微波等离子体 , 二氧化碳 , 沉积速率

利用碱金属碳酸盐提高空气中制备BaMgSiO4:Eu2+的发光性能研究

游潘丽 , 刘丽娟 , 姚亚东 , 黄忠兵 , 廖晓明 , 尹光福

功能材料

通过高温固相反应在空气中制备了一系列Eu2+掺杂的BaMgSiO4:Eu2+发光材料,研究了其发光性能及M2CO3(M=Li、Na、K)助溶剂对其性能的影响.利用X射线粉末衍射(XRD)、荧光光谱(PL)和扫描电镜(SEM)对合成的样品进行表征.研究表明,Eu2+进入Ba(1)和Ba(2)位置有利于Eu2+在空气中稳定存在.M2CO3(M=Li、Na、K)助溶剂促进Eu3+离子在空气中还原成Eu2+离子,提高了BaMgSiO4:Eu2+的发光强度.当Na2CO3用量为6%时,BaMgSiO4:Eu2+的发光强度达到还原气氛中制备的91%.

关键词: 稀土发光 , 碱金属碳酸盐 , BaMgSiO4:Eu2+ , 助溶剂 , Eu2+稳定性

金刚石薄膜纯度、取向性与辐射剂量计性能的关系

张进 , 冉均国 , 苟立 , 苏葆辉 , 廖晓明 , 王兵

稀有金属材料与工程

金刚石膜的纯度和取向性对其做成剂量计后的性能有很大的影响.为了制备性能优良的金刚石膜辐射剂量,采用微波等离子体化学气相法在单晶硅[100]衬底上沉积了具有[100]和[111]晶面取向的金刚石膜,通过优化合成工艺制备出高纯、高度取向的织构膜(准单晶膜).分析金刚石膜的形貌、取向性和纯度以及器件的X光电响应特性.结果表明,金刚石膜的电阻率与纯度有直接关系,与膜取向性之间的关系不大.膜电阻率的提高是石墨相和C-H键等非金刚石相减少的结果,膜电阻率的大小直接影响到器件的信噪比高低.对X光响应的灵敏度,取向性影响较纯度大.高纯、高[100]取向膜做成的器件有高的X光响应灵敏度.

关键词: 金刚石膜 , 纯度 , 取向性 , 电阻率 , 辐射剂量计

新型金刚石膜辐射剂量计的研究进展

张进 , 冉均国 , 苟立 , 苏葆辉 , 王兵 , 廖晓明

材料导报

在辐射研究与辐射应用中准确地测量辐射剂量或吸收剂量是一项重要的工作,因此对其所用测试仪器--剂量计的要求也就十分严格.现有的剂量计主要有电离室剂量计和Si二极管剂量计,它们在使用过程中均存在许多不足之处,有必要开发新型的辐射剂量计.近年来,国内外开展了用金刚石膜作为辐射探测材料的研究,并取得了许多进展.简要介绍了该辐射剂量计的原理、研究进展及应用前景.

关键词: 金刚石膜 , 性质 , 辐射剂量计

氧化锆/白榴石复合烤瓷材料的性能

康明 , 尹光福 , 廖晓明 , 尹星 , 孙蓉 , 刘军

材料科学与工程学报

元素向烤瓷材料的扩散,形成扩散型和化合型界面,这有利于增强金瓷结合强度.

关键词: 氧化锆 , 白榴石 , 金瓷结合 , 热膨胀系数 , 力学性能

提高辐射剂量计用金刚石膜电学性能的研究

廖晓明 , 冉均国 , 苟立 , 苏葆辉 , 张进 , 王兵

稀有金属材料与工程

针对目前金刚石膜存在电阻率低,使辐射剂量计器件的信噪比不大、X光灵敏度较低的问题,采用优化的氧等离子体和氮等离子体对生成膜进行原位后处理.结果表明:氧等离子体处理比氮等离子体更能有效的刻蚀石墨等非金刚石成分;处理后样品生成膜的电阻率可提高至少4个数量级;优化的等离子体处理工艺能提高金刚石膜对X射线的响应.

关键词: 金刚石薄膜 , 等离子体原位后处理 , 电学性能 , 辐射剂量计

梯度结构烤瓷的成分优化及性能

肖守春 , 尹光福 , 廖晓明 , 赖俊宏

复合材料学报

以镍铬合金为金属基底,在白榴石为主晶相的烤瓷粉中按不同比例加入Ni、Cr、NiO、Cr2O3作为梯度调节物,制备具有成分梯度结构的金属烤瓷.采用材料抗弯强度测试和热膨胀系数测试的方法筛选优化梯度调节物的配比,发现质量比为m(NiO):m(Cr2O3):m(Ni):m(Cr)=O:50:40:10时能得到抗弯强度为101.217MPa的最佳梯度层.用弹性应力模型模拟计算梯度层内的热应力曲线,研究了梯度层中富陶瓷端到富梯度调节物端热应力缓和的情况.抗弯强度、扫描电镜、XRD测试表明,减小烤瓷粉粒度可增强梯度层的性能,降低烧结温度.梯度层的抗弯强度呈现各向异性的特点.

关键词: 金属烤瓷牙 , 梯度材料 , 热应力 , 抗弯强度 , 镍铬合金基底