陈斌
,
彭向和
,
孙士涛
,
季金苟
,
陈松
稀有金属材料与工程
利用扫描电镜对胫骨的微结构进行了观察,结果显示胫骨是一种由羟基磷灰石和胶原蛋白组成的生物陶瓷复合材料.羟基磷灰石平行于骨的表面以层状形式排列,胶原蛋白分布在羟基磷灰石层中起粘合的作用,这使得骨在断裂时裂纹在羟基磷灰石层间折拐分叉,使骨具有高的断裂韧性.观察也显示,羟基磷灰石层由长而薄、与所在层垂直的羟基磷灰石片所组成.进一步地观察发现,不同羟基磷灰石层中的羟基磷灰石片具有不同的方向,构成一种羟基磷灰石片交叉排列的微结构.通过模型分析,比较研究了羟基磷灰石片交叉排列微结构与平行排列微结构的最大拔出力,结果表明,交叉排列微结构的最大拔出力大于平行排列微结构的最大拔出力.研究结果对仿骨陶瓷复合材料设计具有指导意义.
关键词:
胫骨
,
羟基磷灰石片
,
交叉微结构
,
最大拔出力
陈斌
,
彭向和
,
孙士涛
,
季金苟
,
陈松
稀有金属材料与工程
对丽文哈贝壳的微结构进行了扫描电镜(SEM)观察,观察显示它是由无机霰石层和有机胶原蛋白组成的一种生物陶瓷复合材料,其中无机霰石层平行于贝壳表面整齐排列.观察也显示这些霰石层是由长而薄的霰石片所组成,不同霰石层中的霰石片具有不同的方向,构成螺旋等铺层形式.更仔细的观察显示每一霰石片又是由长而细的霰石纤维所组成,最细的霰石纤维具有纳米的尺度.根据在贝壳中观察到的螺旋结构,进行了螺旋结构和平行结构最大拔出力的比较实验研究,结果显示螺旋结构的最大拔出力大于平行结构的最大拔出力,它使贝壳具有高的强韧性.研究结果对高性能仿生陶瓷复合材料设计提供了有益指导.
关键词:
丽文哈贝壳
,
生物陶瓷复合材料
,
螺旋微结构
,
最大拔出力
陈斌
,
蒋晓梅
,
孙士涛
,
彭向和
稀有金属材料与工程
使用扫描电镜(SEM)观察蛤蜊贝壳的微结构,结果显示蛤蜊贝壳是一种由无机文石和有机胶原蛋白组成的层状生物陶瓷复合材料.观察结果也显示文石层是由长而薄的文石片所组成,并且不同层的文石片具有不同的方向,构成不同的交叉铺层微结构.在这种交叉铺层微结构中,任意文石层中的文石片都和它邻近文石层中的文石片保持一个夹角,这个夹角在贝壳的不同位置可能是不同的.根据在贝壳中观察到的交叉铺层微结构,进行了具有不同夹角的纤维最大拔出力的实验研究,结果表明具有一定夹角的纤维最大拔出力大于平行纤维的最大拔出力.纤维间的夹角越大,最大拔出力也越大.
关键词:
蛤蜊贝壳
,
交叉铺层微结构
,
生物陶瓷复合材料
,
拔出力
陈斌
,
罗吉
,
孙士涛
,
范镜泓
稀有金属材料与工程
假设在铸造镁合金材料中的微孔洞具有圆柱形的形状,然后隔离一个圆柱形微孔洞,建立圆柱形微孔洞体胞模型,在基体不可压条件下,得到圆柱形微孔洞的演化方程.根据圆柱形微孔洞体胞模型的速度场得到其应变场,进而基于材料内时本构理论,定义与材料孔洞弱化相关的内蕴时间,得到考虑变形强化和孔洞长大弱化的材料弹塑性本构方程.发展相应的有限元分析程序及数值算法,用其描述铸造镁合金试件在拉伸载荷作用下的应力与应变、塑性变形与材料孔隙率的关系以及试件缺口前缘孔隙率的变化,分析结果与实验结果有较好的一致性.
关键词:
铸造镁合金
,
圆柱形孔洞模型
,
孔洞演化方程
,
本构方程
,
有限元计算
陈斌
,
蒋晓梅
,
孙士涛
,
彭向和
稀有金属材料与工程
利用扫描电镜对胫骨的微结构进行观察,结果显示胫骨是一种由羟基磷灰石和胶原蛋白组成的生物层状陶瓷复合材料,其增强相羟基磷灰石在骨中占较大比例,并平行于骨的表面以层状的形式排列.观察也显示这些羟基磷灰石层又是由许多羟基磷灰石片所组成,这些羟基磷灰石片具有长而薄的形状,也以平行的方式整齐排列.基于在胫骨中观察到的羟基磷灰石片的微结构特征,通过微结构模型分析及实验,研究了这种微结构的最大拔出力.结果表明:羟基磷灰石片长而薄的形状以及层状排列方式增加了其最大拔出力,进而提高了骨的断裂韧性.
关键词:
胫骨
,
层状微结构
,
羟基磷灰石片
,
拔出力
陈斌
,
孙士涛
,
彭向和
,
范镜泓
稀有金属材料与工程
使用扫描电镜(SEM)观察了文蛤贝壳的微结构.结果显示:文哈贝壳是一种由无机霰石和有机胶原质组成的多级生物陶瓷复合材料.贝壳由平行的霰石层组成,每一霰石层由长而薄的霰石片所组成,每一霰石片又是由直径在纳米尺度的霰石纤维组成;在不同霰石层中的霰石纤维具有不同的方向,它们构成一种螺旋交叉微结构.对螺旋交叉微结构和平行微结构进行了与材料断裂韧性有关的最大拔出力的比较分析,结果表明:螺旋交叉微结构的最大拔出力明显大于平行微结构的最大拔出力,螺旋交叉角越大,拔出力的差值也越大.
关键词:
文哈贝壳
,
生物陶瓷复合材料
,
多级微结构
,
螺旋交叉微结构
,
最大拔出力
陈斌
,
孙士涛
,
彭向和
功能材料与器件学报
doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2008.05.018
扫描电镜观察显示胫骨是一种由羟基磷灰石和胶原蛋白组成的生物陶瓷复合材料,其增强相羟基磷灰石平行于骨的表面以层状的形式排列.观察也显示这些羟基磷灰石层又是由许多长而薄的羟基磷灰石片所组成,这些羟基磷灰石片也平行排列,且其厚度具有纳米的尺度.基于在胫骨中观察到的羟基磷灰石片平行纳米结构,建立模型,研究了其最大拔出能.结果表明羟基磷灰石片长而薄的形状以及平行排列方式增加了其最大拔出能,进而提高了骨的断裂韧性.
关键词:
胫骨
,
羟基磷灰石片
,
纳米平行微结构
,
最大拔出能
陈斌
,
孙士涛
,
彭向和
功能材料与器件学报
doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2008.05.017
扫描电镜观察表明蛤蜊贝壳是由无机霰石层和有机胶原蛋白组成的一种生物陶瓷复合材料.无机霰石层由平行于贝壳表面的长而薄的霰石片所组成.观察也发现每一霰石片又是由更细小的霰石片纤维所组成,霰石片纤维的厚度具有纳米的尺度.不同霰石层中的霰石片纤维具有不同的取向,构成一种交错纳米结构.在实验观察基础上,研究了在交错纳米结构中的霰石片纤维的最大拔出力,并与在0°结构中的霰石片纤维的最大拔出力进行了比较.结果显示在交错纳米结构中的霰石片纤维的最大拔出力明显大于在0°结构中的霰石片纤维的最大拔出力,霰石片纤维的交错纳米结构使得贝壳具有高的断裂韧性.
关键词:
蛤蜊贝壳
,
生物陶瓷复合材料
,
霰石片纤维
,
交错纳米结构
,
最大拔出力
