张磊磊
,
胡涛
,
李贺军
,
卢锦花
,
沈学涛
,
曹伟锋
,
王斌
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2010.00349
分离提取了炭/炭复合材料在髋关节模拟试验机中形成的磨损颗粒. 采用激光粒度仪考察了磨损颗粒的尺寸分布, 借助扫描电镜分析了磨损颗粒的形貌特征, 采用三维轮廓仪检测了磨损颗粒的厚度规律. 结果表明, 炭/炭复合材料磨损颗粒的尺寸分布在0.3～93.9μm之间, 其形貌和厚度依据颗粒尺寸呈现规律性的分布, 大尺寸（＞30μm）颗粒基本是破损的碳纤维, 厚度稳定; 中尺寸（3~30μm）颗粒的外形不规则, 边界轮廓复杂, 厚度分布范围广泛; 小尺寸（＜3μm）颗粒呈现圆片形或球形, 厚度分布在亚微米级别. 同时根据实验结果, 揭示了炭/炭复合材料磨损颗粒在磨擦过程中的演变过程.
关键词:
炭/炭复合材料
,
wear particles
,
prosthesis
,
artificial hip joint
李贺军
,
张磊磊
,
卢锦花
,
李克智
,
付前刚
,
赵雪妮
,
曹盛
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2010.10144
髋关节模拟试验机在多方性复合运动方式、恒定载荷和血清润滑条件模拟了炭/炭复合材料人工髋关节在临床应用中的摩擦学行为. 采用扫描电镜、能谱和激光粒度分析仪分析了其磨损表面状态和磨损颗粒特性. 结果表明, 医用炭/炭复合材料人工髋关节在不同碳纤维方向呈现不同的磨损特性, 其磨损颗粒具有四种形貌并且尺寸分布在亚微米至数十微米之间, 其磨损机理主要是微切削作用和磨粒磨损.
关键词:
炭/炭复合材料
,
wear mechanism
,
artificial hip joint
张磊磊
,
胡涛
,
李贺军
,
卢锦花
,
沈学涛
,
曹伟锋
,
王斌
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2010.00349
分离提取了炭/炭复合材料在髋关节模拟试验机中形成的磨损颗粒.采用激光粒度仪考察了磨损颗粒的尺寸分布,借助扫描电镜分析了磨损颗粒的形貌特征,采用三维轮廓仪检测了磨损颗粒的厚度规律.结果表明,炭/炭复合材料磨损颗粒的尺寸分布在0.3～93.9μm之间,其形貌和厚度依据颗粒尺寸呈现规律性的分布,大尺寸(>30μm)颗粒基本是破损的碳纤维,厚度稳定;中尺寸(3～30μm)颗粒的外形不规则,边界轮廓复杂,厚度分布范围广泛;小尺寸(<3μm)颗粒呈现圆片形或球形,厚度分布在亚微米级别.同时根据实验结果,揭示了炭/炭复合材料磨损颗粒在磨擦过程中的演变过程.
关键词:
炭/炭复合材料
,
磨损颗粒
,
假体
,
人工髋关节
李贺军
,
张磊磊
,
卢锦花
,
李克智
,
付前刚
,
赵雪妮
,
曹盛
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2010.10144
髋关节模拟试验机在多方性复合运动方式、恒定载荷和血清润滑条件模拟了炭/炭复合材料人工髋关节在临床应用中的摩擦学行为.采用扫描电镜、能谱和激光粒度分析仪分析了其磨损表向状态和磨损颗粒特性.结果表明,医用炭/炭复合材料人工髋关节在不同碳纤维方向呈现不同的磨损特性,其磨损颗粒具有四种形貌并且尺寸分布在亚微米至数十微米之间,其磨损机理主要是微切削作用和磨粒磨损.
关键词:
炭/炭复合材料
,
磨损机理
,
人工髋关节
周茂祥
,
张磊磊
,
Jeffrey T. MILLER
,
杨小峰
,
刘晓艳
,
王爱琴
,
张涛
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(16)62511-1
由简单小分子通过 C–C键偶联来构筑复杂多样的大分子是有机合成的重要方向.传统的 C–C键偶联反应一般使用卤代烃和金属有机化合物为底物,具有原子效率低、有害废弃物排放等缺点.因此,迫切需要发展一种绿色高效的 C–C键偶联方法.其中,以醇类化合物作为底物通过“氢转移”(脱氢/aldol缩合/加氢)实现 C–C键偶联的途径受到广泛关注.该方法具有诸多优点：(1)醇类化合物来源广泛、价格低廉、相对安全；(2)只产生 H2和 H2O,没有其它副产物.但由于醇类化合物(特别是仲醇)脱氢困难,该偶联反应条件一般比较苛刻.我们使用 O2来辅助仲醇脱氢,采用离子交换树脂负载的 Au6Pd纳米颗粒为催化剂,实现了温和条件下伯醇和仲醇的偶联反应.而且发现在氧化气氛下,反应过程中发生了“氢转移”现象,产物为饱和酮类化合物.通过设计对照实验并结合 XAFS(X–射线吸收光谱)表征结果,我们揭示了在 Au6Pd/resin催化剂上发生“氢转移”反应的机理. AuPd/resin催化剂采用离子交换–NaBH4还原法制备. TEM照片显示 Au, Pd以及双金属 AuPd纳米颗粒均匀分散在载体上,平均粒径为2–4 nm,而且随着 Au/Pd比例减小, AuPd纳米颗粒的粒径逐渐减小. XRD谱图显示,随着 Au/Pd比例减小, Au(111)衍射峰逐渐向高角度发生偏移,说明 AuPd形成了合金.我们以苯甲醇和(±)-1-苯乙醇氧化偶联为探针反应考察了催化剂的催化性能.结果显示,以 Au/resin和 Pd/resin为催化剂时,产物为不饱和酮.而以 AuPd/resin为催化剂时,转化率显著提高,说明 AuPd之间存在明显的协同作用.而且随着 Au/Pd比例增加,产物逐渐由不饱和酮转变为饱和酮,当 Au/Pd≥6时,产物完全为饱和酮,说明反应过程中发生了“氢转移”.为验证这一推测,我们以苯甲醇和查尔酮为底物在相同条件下反应.结果显示,以 Au/resin和 Pd/resin为催化剂时,查尔酮没有转化.而以 AuPd/resin为催化剂时,查尔酮大部分转化为饱和酮(转化率为91%),验证了反应中发生了“氢转移”的推测.为研究“氢转移”发生的机理,我们采用 XAFS对催化剂价态进行了表征. Pd元素 K边 X射线吸收谱图显示,随着催化剂中 Au/Pd比例的增加,E0值逐渐减小,说明 Pd价态逐渐降低. EXAFS拟合数据表明,随催化剂中 Au/Pd比例增加, Pd–O配位数逐渐减小.基于以上结果推断,在 AuPd/resin催化剂中,随着 Au/Pd比例的增加, Pd的抗氧化能力显著增强,更多的 Pd以 Pd(0)形式存在.结合文献报道结果,我们认为正是催化剂中的 Pd(0)夺取了醇的βC–H后生成了 Pd–H,而 Pd–H是“氢转移”反应的催化剂.另一方面,有文献报道,在氧化气氛下, O2也可以辅助脱除醇的βC–H.为区分 Pd(0)和 O2在脱除醇βC–H中的作用,我们对 Au6Pd/resin在惰性气氛下对伯醇(苯甲醇)或仲醇((±)-1–苯乙醇)转化的催化性能进行了考察.结果显示,苯甲醇可以转化为苯甲酸(收率为23%),而(±)-1–苯乙醇则完全没有转化.这说明伯醇可以直接被催化剂(Pd(0))活化,而仲醇的活化则必须有 O2参与.综上,我们提出伯醇和仲醇氧化偶联反应的机理： Au6Pd/resin催化伯醇转化为醛(同时产生 Pd–H物种),而 O2辅助活化仲醇转化为酮.醛和酮发生 aldol缩合生成α,β不饱和酮,该中间物种被 Pd–H加氢生成饱和产物.
关键词:
金钯合金
,
C-C键偶联
,
醇氧化
,
转移加氢
,
抗氧化
和永岗
,
李克智
,
魏建锋
,
郭领军
,
张磊磊
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2010.00173
采用等温化学气相渗透方法, 通过调整沉积工艺, 制备了具有不同微观组织结构的2D C/C复合材料. 利用偏光显微镜（PLM）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）结合选区电子衍射（SAED）, 研究了热解炭基体微观组织结构, 借助万能试验机测试了材料的三点弯曲性能. 结果表明：层状高织构（HT）热解炭基体占优时C/C复合材料表现为假塑性断裂; 扁平片状中织构（MT）热解炭与颗粒状各向同性层热解炭（ISO）有利于提高材料的弯曲强度; HT基体与炭纤维界面结合良好, 界面处不存在非HT织构, 但取向角(OA)略有增大.
关键词:
C/C复合材料
,
textures
,
flexural strength
,
orientation angle
李克智
,
和永岗
,
李贺军
,
魏建锋
,
张磊磊
,
李淑萍
新型炭材料
利用扫描电子显微镜(SEM),透射电子显微镜(TEM)结合选取电子衍射(SAED)研究了化学气相沉积低温热解炭的微观组织结构.结果表明:低温热解炭是由直径小于2μm的球形颗粒状炭组成,该球形颗粒状炭的核心是炭黑颗粒,外层为中织构热解炭.其沉积过程主要经历了:微小炭黑颗粒的萌生,炭黑颗粒外层的生长,炭颗粒表面热解炭的沉积和炭颗粒的聚集长大四个过程.
关键词:
热解炭
,
化学气相沉积
,
微观结构
,
沉积模型
张磊磊
,
李贺军
,
李克智
,
李新涛
,
翟言强
,
张雨雷
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2008.00341
采用化学气相沉积工艺制备了碳/碳(C/C)复合材料, 用表面轮廓仪检测了表面粗糙度, 用MG-63成骨细胞进行了细胞试验, 研究了C/C复合材料表面粗糙度对成骨细胞形貌、粘附和增殖的影响规律. 结果表明: C/C复合材料表面粗糙度越高则成骨细胞在其表面的粘附率越高, 增殖率越低; C/C复合材料表面粗糙度对成骨细胞的生长方向和形貌具有诱导作用, 粗糙度越高则方向诱导作用越明显, 且细胞附着形貌呈梭形或长条状, 立体感强, 反之成骨细胞则呈现片状, 铺展状态好.
关键词:
碳/碳复合材料
,
roughness
,
osteoblasts
沈学涛
,
李克智
,
李贺军
,
冯涛
,
张磊磊
,
王斌
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2011.00427
采用小型固体火箭发动机研究了碳化铪(HfC)改性炭/炭复合材料喉衬的热化学烧蚀. 借助基于最小自由能原理的NASA-CEA程序计算了燃气组成, 借助化学热力学软件FactSage计算了燃气组分与碳、 HfC的化学反应. 结果表明, 燃气中的H2O 、CO2和OH是碳和HfC的主要氧化组分, 使材料发生热化学烧蚀; 纤维-基体界面是烧蚀的薄弱环节, 烧蚀沿着界面分别向碳纤维和基体方向推进. 热化学作用(氧化)造成纤维变细, 顶端呈锥状, 基体变薄, 呈壳状.
关键词:
固体火箭发动机
,
carbon/carbon composites
,
hafnium carbide
,
erosion
张磊磊
,
李贺军
,
李克智
,
王朋云
,
徐新行
材料导报
阐述了人工髋关节假体材料的性能要求和金属、高分子、陶瓷以及碳质假体材料的研究新进展,分析了各种材料在实际应用中的优势和存在的问题,并对其发展趋势进行了展望.研究认为髋关节假体材料的表面改性和人体髋关节生物摩擦行为是未来研究的热点,髋关节假体材料性能评价体系的完善是亟待解决的问题.
关键词:
人工髋关节
,
生物材料
,
假体
